KR101969792B1 - 보이드를 포함하는 테스트 소켓, 및 스페이서를 이용하는 그 제조 방법 - Google Patents

보이드를 포함하는 테스트 소켓, 및 스페이서를 이용하는 그 제조 방법 Download PDF

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KR101969792B1
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Abstract

본 발명의 테스트 소켓은, 본딩 패드가 형성되는 PCB, 상기 본딩 패드 상에 와이어 본딩 되어 상기 PCB의 수직으로 연장되는 도전 와이어, 상기 PCB 일면에서 상기 도전 와이어를 탄성 지지하는 절연 실리콘 고무, 및 상기 도전 와이어 사이에 형성되고, 상기 절연 실리콘을 관통하는 보이드를 포함한다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 보이드에 의하여 도전 와이어에 가해지는 충격이 분산된다.

Description

보이드를 포함하는 테스트 소켓, 및 스페이서를 이용하는 그 제조 방법 {Device for test socket having void and method for manufacturing test socket using spacer}
본 발명은, 보이드를 포함하는 테스트 소켓 및 스페이서를 이용한 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 반도체 패키지 제조 공정을 통하여 제조되는 반도체 기기가 출하되기 전에 전기적 특성을 검사하는 테스트 소켓에서 실리콘 사출 시 스페이서를 삽입하고 실리콘 경화 시 스페이서를 제거함으로써 보이드에 의하여 검사 시 충격을 완화하고 내구성을 강화하는 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.
한편, 등록 특허 제1705693호와 같이, 도전 와이어 사이에 절연 실리콘 고무가 모두 충진되는 경우 도전 와이어에 가해지는 힘이 증가되고, 테스트 소켓의 내구성이 감소하며, RF 전기적 특성이 약화되는 문제점이 있다.
KR 공개특허 10-1705693
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 도전 와이어 사이에 절연 실리콘 고무의 일부를 제거하여 보이드를 구비하는 테스트 소켓에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 보이드를 제공하기 위하여 실리콘 경화 시 스페이서를 삽입하고 경화 후 이를 제거하는 스페이서를 이용하는 테스트 소켓의 제조 방법에 관한 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 테스트 소켓은, 본딩 패드가 형성되는 PCB, 상기 본딩 패드 상에 와이어 본딩 되어 상기 PCB의 수직으로 연장되는 도전 와이어, 상기 PCB 일면에서 상기 도전 와이어를 탄성 지지하는 절연 실리콘 고무, 및 상기 도전 와이어 사이에 형성되고, 상기 절연 실리콘을 관통하는 보이드를 포함한다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 도전 와이어 양측으로 제공되는 보이드를 통하여 검사 시 수직으로 가해지는 충격에 대하여 수평으로 분산시키는 기능이 있어 도전 와이어에 가해지는 힘을 감소시키고 절연 실리콘 고무의 내구성을 강화하여 제품의 품질을 제고하는 효과가 기대된다.
둘째, 실리콘 경화 시 지그 내에 소정 직경의 스페이서를 설치하고, 경화 후 스페이서를 제거하여 다양한 형상의 보이스를 자유롭게 제공하는 제조 공정이 단축되는 효과가 기대된다. 특히 스페이서를 이용하여 도전 와이어를 가압하여 와이어 본딩 후 도전 와이어의 벤딩부를 간단하게 형성할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는, 본 발명에 의한 테스트 소켓의 구성을 나타내는 부분 절개 사시도, 및 부분 절개 단면도.
도 2는, 본 발명에 의한 다양한 형상의 보이드를 포함하는 부분 절개 단면도.
도 3은, 본 발명에 의한 다수의 보이드를 포함하는 부분 절개 단면도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 의한 스페이서를 이용하여 테스트 소켓을 제조하는 과정을 각각 나타내는 사시도들.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 다수 스페이서를 이용하여 테스트 소켓을 제조하는 과정을 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 테스트 소켓 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 1을 참조하면, 본 발명의 테스트 소켓(100)은, 본딩 패드(102)가 형성되는 PCB(110), 본딩 패드(102) 상에 와이어 본딩 되어 수직으로 연장되는 도전 와이어(120), PCB(110) 일면에서 도전 와이어(120)를 탄성 지지하는 절연 실리콘 고무(162), 및 도전 와이어(120) 사이에 형성되는 보이드(126)를 포함한다.
절연 실리콘 고무(162)의 일면에는 테스트 기기의 단자와 접촉하는 콘 서포터(164)가 더 포함될 수 있다. 콘 서포터(164)는 도전 와이어(120)가 테스트 기기의 단자와의 콘택성을 강화하기 위하여 인서트 도전 와이어(120)를 측면에서 탄성 지지하는 기능을 수행한다. 콘 서포터(164)는 단부가 평평한 콘 형상(cone-type)이외에도 돔 형상(dome-type)이나 아치 형상(arch-type) 등으로 제공될 수 있다.
도전 와이어(120)는 절연 실리콘 고무(162)를 관통하여 콘 서포터(164)를 지나 절연 실리콘 고무(162)의 상면으로 돌출 연장된다. 도전 와이어(120)는 돌출 연장된 부분에서 도전 커넥터(도면부호 없음)를 형성한다. 도전 와이어(120)는 일단이 본딩 접합부(도면부호 없음)를 통해 본딩 패드(102)에 접속하고, 타단이 도전 커넥터를 통해 외부로 노출된다.
여기서, 본딩 패드(102)는 검사하고자 하는 반도체 기기의 볼과 접촉하는 부분이고, 도전 커넥터(122)는 이를 검사하는 테스트 기기의 단자와 접촉하는 부분이다.
PCB(110)는, 에폭시(epoxy) 혹은 페놀(phenol)수지 상에 구리(Cu)를 인쇄하여 회로를 구성한 경성 인쇄회로기판(Rigid PCB) 또는 연성이 우수한 폴리아미드 필름(polyimide film) 상에 구리(Cu)나 금(Ag) 기타 도전재료에 의하여 다양한 회로 패턴을 형성하는 연성 인쇄회로기판(Flexible PCB)이 사용될 수 있다.
도전 와이어(120)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. 도면에 도시된 바와 같이 지그재그 혹은 나선형 스프링 형태로 제공함으로써, 물리적 충격을 흡수하고, 손상을 최소화할 수 있다. 따라서 본 발명이 도전 와이어(120)는 충격 흡수용 벤딩부(124)를 포함할 수 있다.
절연 실리콘 고무(162)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.
절연 실리콘 고무(162)는, 두께에 비하여 넓이가 매우 넓은 장방형(rectangle) 이고, 베이스(140)가 장방형의 절연 실리콘 고무(162)의 가장자리를 감싸는 사각 프레임이다. 베이스(140)는 사각 프레임 형상으로 윈도우 내측 가장자리 일부가 절연 실리콘 고무(162)에 인서트 된다.
도 2를 참조하면, 도전 와이어의 벤딩부(124)와 함께 충격을 분산시킬 수 있는 보이드(126)는 단면이 원형으로 제공될 필요는 없고, 다각형으로 형성될 수 있다. 가령, 도전 와이어(124)를 지지하는데 지장이 주지 않는 범위 내에서 벤딩부(124)의 위치와 관계없이 일정한 공간을 제공하는 보이드(126)라면 여기에 해당될 수 있다.
도전 와이어(120) 사이에 형성되고, 절연 실리콘(162)을 관통하는 보이드(126)는 PCB(110)의 수평으로 연장되고, 도전 와이어(120)가 벤딩부(124)를 포함하면 PCB(110)로부터 보이드(126)의 높이는 벤딩부(124)의 높이와 대략 일치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 보이드(126)는 PCB(110)의 수직으로 일정한 간격에서 다수개로 형성될 수 있다. 즉, 도전 와이어(120)의 벤딩부(124)도 다수개로 형성되고, 보이드(126) 역시 다수개 형성되는데, 다수개의 보이드(126)는 다수개의 벤딩부(124)와 대응될 수 있다.
한편, 보이드(126)는 전술한 실시예에서와 같이 빈 공간으로 남을 수 있지만, 절연 재료로 채워질 수 있다. 가령, 보이드(126)는 후술하는 스페이서(128)가 제거된 후 결과로서 발생되는 것인데, 스페이서(128)를 제거하지 않고 그대로 둔 상태로 금형을 탈거할 수 있다. 스페이서(128)가 그대로 유지되는 경우, 고온/저온에 대한 내구성이 강화될 수 있으며, 이를 위하여 절연성 스페이서(128)가 제공될 수 있다.
가령, 스페이서(128)는 절연 실리콘 고무(162)와 다른 물리적 특성을 가짐으로써, 테스트 소켓이 수직으로만 유지되는 내구성을 수평으로도 유지할 수 있게 됩니다. 다만, 이웃하는 도전 와이어(120) 사이에 브릿지 현상이 나타나지 않도록 절연성을 가질 수 있습니다.
이하, 본 발명에 의한 테스트 소켓의 제조 방법을 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 설명한다.
도 4a를 참조하면, PCB(110)를 준비한다. PCB(110) 상에는 본딩 패드(102)가 형성된다. 본딩 패드(102)는 구리(Cu)를 전기 도금 혹은 무전해 도금하여 제작할 수 있다. PCB(110) 상에 도전 와이어(120)가 본딩된다. 도전 와이어(120)는 본딩 패드(102)에 접촉된다.
도전 와이어(120)는 단선 혹은 복선으로 구성될 수 있다. 도전 와이어(120)는 형상 변경을 통하여 탄성을 이와 접촉하는 기기에 탄성을 제공할 수 있다. 가령, 와이어 본딩 공정 시 도전 와이어(120)를 본딩 패드(102)에 접합하면서 소정 각도로 수평 이동시켜 여러 가지 형상 변경을 가져올 수 있다.
도 4b를 참조하면, 지그 어셈블리(Zig Assy)를 조립한다. PCB(110) 상면에는 그 가장자리에 PCB(110)를 노출시키는 하부 지그(130)가 장착된다. 하부 지그(130) 상에는 PCB(110)를 노출시키는 베이스(140)를 장착한다. 마지막으로 베이스(140) 상에는 PCB(110)를 커버하는 상부 지그(150)를 설치한다. 상부 지그(150)의 상면에는 일정한 규칙을 가지고 다수의 콘 홀(152)이 형성된다.
한편, 상부 지그(150)의 측면에는 스페이서(128)가 통과하는 다수의 스페이서 홀이 형성되고, 상기 양측 스페이서 홀에는 스페이서(128)가 장착된다. 스페이서(128)가 제거되면, 그 자리에 보이드(도 1a의 126)가 형성된다.
도 4c를 참조하면, 지그 어셈블리(Zig Assy)에 액상 실리콘 고무(도시되지 않음)를 주입한다. 액상 실리콘 고무의 주입 시 도전 와이어(120)가 변형되지 않도록 주의 한다. 실리콘 경도와 도전 와이어(120)의 재질이나 두께에 따라 실리콘 주입 압력을 조절할 수 있다.
도 4d를 참조하면, 지그 어셈블리를 제거하기 전에 스페이서(128)를 탈거한다. 하부 지그(130)를 제거할 때, 하부 지그(130)로 수평 연장되어 있는 PCB(110) 일부를 레이저 커팅(laser cutting)에 의하여 함께 제거할 수 있다. 베이스(140)는 뒤틀리기 쉬운 PCB(110)를 지지하기 위하여 그대로 유지된다.
도 4e를 참조하면, 상부 지그(150) 및 하부 지그(130)를 탈거하여 테스트 소켓을 완성한다. 지그 어셈블리를 제거할 때, 액상 실리콘 고무(160)가 절연 실리콘 고무(162)로 충분히 경화되지 않을 수 있다. 이때, 추가 경화 공정을 더 거칠 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 다수 스페이서를 이용한 테스트 소켓의 제조 방법을 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한다.
도 5a를 참조하면, 도전 와이어(120)가 본딩되는 PCB(110)를 준비한다. 벤딩부(124)가 필요한 도전 와이어(120)의 양측으로 스페이서(128)가 설치된다. 가령, 스페이서(128)는 PCB(110)의 수직으로 일정한 간격에서 다수개로 설치된다.
도 5b를 참조하면, 스페이서(128)를 PCB(110)의 수평 방향으로 가압하여 도전 와이어(120)에 다수 벤딩부(124)를 형성한다. 이때, 스페이서(128)는 상부 지그 혹은 하부 지그에 수평 이동 가능하게 설치될 수 있다.
도 5c를 참조하면, 도전 와이어(120) 사이에 다수의 스페이서(128)가 PCB(110)의 수평으로 연장되고, PCB(110)로부터 다수 스페이서(128)의 높이는 다수 벤딩부(124)의 높이와 일치한다.
이후, 지그 어셈블리(Zig Assy)를 조립하고 액상 실리콘 고무를 주입하며, 스페이서를 제거하면 다수 보이드(126)가 구비되는 테스트 소켓(100)을 제공할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 검사 시 도전 와이어에 수직으로 작용하는 힘을 분산할 수 있도록 도전 와이어의 벤딩부 양측으로 보이드를 제공하며, 실리콘 사출 성형 시 스페이서를 장착하고 경화 후 이를 제거하여 간단하게 보이드를 제공하는 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: PCB
120: 도전 와이어 124: 벤딩부
126: 보이드 128: 스페이서
162: 절연 실리콘 고무

Claims (9)

  1. 본딩 패드가 형성되는 PCB;
    상기 본딩 패드 상에 와이어 본딩 되어 상기 PCB의 수직으로 연장되는 도전 와이어;
    상기 PCB 일면에서 상기 도전 와이어를 탄성 지지하는 절연 실리콘 고무, 및
    상기 도전 와이어 사이에 형성되고, 상기 절연 실리콘을 관통하는 보이드를 포함하고,
    상기 도전 와이어는 벤딩부를 포함하고, 상기 PCB로부터 보이드의 높이는 상기 벤딩부의 높이와 일치하며,
    상기 보이드는 상기 PCB의 수직으로 일정한 간격에서 다수개로 형성되며,
    상기 벤딩부는 다수개로 형성되고, 상기 다수개의 보이드는 상기 다수개의 벤딩부와 대응되는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보이드는 상기 PCB의 수평으로 연장되고, 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 도전 와이어가 본딩되는 PCB를 준비하는 단계;
    지그 어셈블리를 조립하는 단계;
    상기 도전 와이어 사이에 스페이서를 설치하는 단계;
    상기 지그 어셈블리에 액상 실리콘 고무를 주입하는 단계;
    상기 액상 실리콘 고무가 경화 된 후 상기 스페이서를 제거하는 단계; 및
    상기 지그 어셈블리를 탈거하는 단계를 포함하고,
    상기 지그 어셈블리를 조립하는 단계는,
    상기 PCB 상면 가장자리에 상기 PCB를 노출시키는 하부 지그를 장착하는 단계;
    상기 하부 지그 상에 상기 PCB를 노출시키는 베이스를 장착하는 단계; 및
    상기 베이스 상에 상기 PCB를 커버하는 상부 지그를 설치하는 단계를 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 상부 지그의 양측 홀에 장착되는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스페이서를 상기 PCB의 수평 방향으로 가압하여 상기 도전 와이어에 다수 벤딩부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전 와이어 사이에 다수 스페이서가 상기 PCB의 수평으로 연장되고, 상기 PCB로부터 상기 다수 스페이서의 높이는 상기 다수 벤딩부의 높이와 일치하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
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