KR101978731B1 - 반도체 패키지용 테스트 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지(semi-conductor package)의 전기적 특성 검사시 양부를 테스트하는 테스트 소켓에 관한 것으로서, 초소형 초박형 반도체 패키지에 대한 테스트가 가능하고, 테스트 소켓은 반영구적으로 사용이 가능하며, 콘텍트핑거만을 교체할 수 있어서 경제성이 탁월한 반도체 패키지용 테스트 소켓에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지용 테스트 소켓은 테스트를 위한 포싱패턴과 센싱패턴이 구비된 인쇄회로보드; 후방은 각각 상기 포싱패턴과 센싱패턴에 접속되고, 전방에 올려지는 반도체 패키지의 리드를 통해 서로 접속되는 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거;를 포함하고, 상기 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거는 직선부와, 상기 직선부의 후방에 절곡형성되어 상기 포싱패턴 또는 센싱패턴에 접속되는 후방절곡부와, 상기 직선부의 전방에 절곡형성되어 반도체 패키지의 리드에 접촉되는 전방절곡부를 포함하되, 제1콘텍트핑거의 전방절곡부는 85도~95도 사이의 각도를 갖고, 제2콘텍트핑거의 전방절곡부는 40도~50도 사이의 각도를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 패키지용 테스트 소켓{Test socket for semi-conductor package}

본 발명은 반도체 패키지(semi-conductor package)의 전기적 특성 검사시 양부를 테스트하는 테스트 소켓에 관한 것으로서, 초소형 초박형 반도체 패키지에 대한 테스트가 가능하고, 테스트 소켓은 반영구적으로 사용이 가능하며, 콘텍트핑거만을 교체할 수 있어서 경제성이 탁월한 반도체 패키지용 테스트 소켓에 관한 것이다.

반도체 패키지(semi-conductor package)(일반적으로 집적회로(Integrated Circuit; IC)를 의미함)는 각종 전기적 특성 시험을 통해 특성을 측정하고, 측정 결과에 따른 불량검사를 거치게 된다.

이때, 테스트 장비에 반도체 패키지의 리드(단자)를 전기적으로 연결하여 전기적신호를 공급하기 위해 흔히 소켓이 이용된다. 즉, 소켓은 테스트 장비의 반도체 소자를 전기적으로 연결하기 위한 인터페이스의 역할을 한다

테스트 소켓에는 반도체 패키지의 리드에 접속되어 테스트를 위한 한 쌍의 콘텍트핑거가 구비된다. 한 쌍의 콘텍트핑거는 테스트를 위한 전기적 신호를 리드에 인가하는 제1콘텍트핑거와, 인가된 전기적 신호에 따른 리드의 전기적 특성을 감지하는 제2콘텍트핑거로 구성된다.

일반적으로 콘텍트핑거는 각각 전방에 직각으로 절곡된 수직부가 형성되며 인접 배치된 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거의 두 수직부 위에 반도체 패키지의 리드가 올려져 접촉된다.

제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거는 서로 전기적으로 비접속(비접촉)되고, 접촉된 반도체 패키지의 리드를 통해 간접적으로 접속된다.

근래의 반도체 패키지는 초소형화 초박형화 되면서 패키지의 두께가 0.7mm, 리드사이즈 폭이 0.25mm, 기장이 0.4mm인 초소형 제품도 출시되고 있다.

종래기술에 따른 테스트 소켓의 콘텍트핑거는 이러한 초소형, 초박형 반도체 패키지를 안정적으로 접속시키지 못해서 양부 테스트에 에러율이 높았다.

그리고 종래기술에 따른 테스트 소켓은 일체형으로 설계되어 있어, 콘텍트핑거가 패키지 리드에 가로로 접촉되는 구조로, 실제로 콘텍트핑거가 패키지 리드에 약 0.1mm만 접촉되므로 에러율이 높아서 제품 수율 저하의 주요 요인이 되고 있다.

참고로, 반도체 패키지용 테스트 소켓에 관한 종래기술로 등록특허 10-0333526 "테스트 소켓 및 소켓용 콘택 핀 제조방법"이 개시되었다.

본 발명은 반도체 패키지가 초소형화, 초박형화 되면서 패키지 리드의 기장이 짧고 폭이 좁아지는 반도체 패키지 규격에서, 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거가 서로 비접속(비접촉) 상태를 유지하면서 리드에 가로로 접촉되도록 설계되어 리드폭 0.25mm 전체에 안정적으로 접촉되어, 에러률이 거의 없는 높은 성공률을 갖는 반도체 패키지의 양부를 테스트할 수 있는 반도체 패키지용 테스트 소켓을 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 패키지용 테스트 소켓은

테스트를 위한 포싱패턴과 센싱패턴이 구비된 인쇄회로보드;

후방은 각각 상기 포싱패턴과 센싱패턴에 접속되고, 전방에 올려지는 반도체 패키지의 리드를 통해 서로 접속되는 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거;를 포함하고,

상기 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거는 직선부와, 상기 직선부의 후방에 절곡형성되어 상기 포싱패턴 또는 센싱패턴에 접속되는 후방절곡부와, 상기 직선부의 전방에 절곡형성되어 반도체 패키지의 리드에 접촉되는 전방절곡부를 포함하되,

제1콘텍트핑거의 전방절곡부는 85도~95도 사이의 각도를 갖고, 제2콘텍트핑거의 전방절곡부는 40도~50도 사이의 각도를 갖는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제2콘텍트핑거는 상기 제1콘텍트핑거의 상부에 적층되어 배치되고, 이들의 직선부에는 절연필름이 부착되는 것을 특징으로 하고,

상기 제2콘텍트핑거의 전방절곡부 단부가 상기 제1콘텍트핑거의 전방절곡부 단부 보다 높게 배치되는 것을 특징으로 하고,

상기 제1콘텍트핑거의 전방절곡부 단부는 평면구조이고, 상기 제2콘텍트핑거의 전방절곡부 단부는 상기 제1콘텍트핑거의 전방절곡부 단부 보다 더 높으며 모서리구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지용 테스트 소켓은 반도체 패키지의 리드 간의 이격 폭이 미세하더라도 높은 성공률을 갖고 안정적인 양부 테스트가 가능하고, 소켓 전부가 아닌 콘텍트핑거만을 교체하여 사용할 수 있는 구조로, 종래기술에 따른 테스트 소켓 대비 70~80%의 원가절감으로 되는 경제성이 탁월하고, 반도체 테스트 검사의 수율이 10%~16% 향상되므로 제품단가 경쟁력이 높아서 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명에 따른 반도체 패키지용 테스트 소켓의 사시도.
도 2 는 도1의 분해 사시도.
도 3 은 콘텍트핑거의 구조를 보여주는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 패키지용 테스트 소켓에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 반도체 패키지용 테스트 소켓에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 패키지용 테스트 소켓은 인쇄회로보드(10), 제1콘텍트핑거(20), 제2콘텍트핑거(30), 고정덮개(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 인쇄회로보드(10)는 베이스판(10A)과, 베이스판(10A)에 적층되어 결합되는 인쇄회로기판(10B)으로 구성된다.

상기 인쇄회로기판(10B)에는 테스트를 위한 전기적신호(전압)를 공급(인가)하는 포싱패턴(11)과, 반도체패키지의 리드에서 출력되는 전기적 특성에 따른 검사 결과를 센싱하는 센싱패턴(13)이 형성된다.

상기 인쇄회로보드(10)의 중앙부에는 제1엘라스토마(15)가 구비되어서 반도체 패키지에 의해 반복적으로 눌려 접촉되는 제1,2콘텍트핑거(20, 30)의 변형을 예방한다.

상기 인쇄회로보드(10)의 베이스판(10A)에는 상기 제1엘라스토마(15)의 주변에서 상기 제1,2콘텍트핑거(20, 30)가 제위치에 안정적으로 배치되도록 잡아주는 가이드핀(17)이 구비된다.

상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)는 직선부(21. 31)와, 직선부(21. 31)의 후방에 탄성을 갖도록 절곡되어 형성되고 상기 포싱패턴(11)이나 센싱패턴(13)에 접속되는 후방절곡부(23. 33)와, 직선부(21. 31)의 전방에 절곡되어 형성되고 그 위에 반도체패키지의 리드가 올려져 접촉되는 전방절곡부(25. 35)를 포함하여 이루어진다.

도면에는 상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)가 각각 3개가 나란히 배열되고, 상기 직선부(21. 31)의 후방측 양측으로는 인쇄회로보드(10)의 지그핀(17)에 삽입되어 결합되는 지그판(27. 37)이 배치되어 하나의 세트를 구성한다.

상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)의 직선부(21. 31)와 지그판(27. 37)은 양면에 절연테이프가 부착되어서 서로 비접촉되고, 일정한 간격을 유지한다.

상기 고정덮개(40)는 상기 인쇄회로보드(10)의 가이드핀(17)에 삽입되어 결합되고, 상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)를 덮어서 베이스판(10A)가 흔들리지 않도록 한다.

상기 고정덮개(40)의 중앙에는 안착홀(41)이 형성되고, 상기 안착홀(41)에는 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)에서 전방절곡부(25. 35)가 배치된다. 상기 안착홀(41)에는 반도체 패키지가 올려져 안착된다. 안착된 반도체 패키지의 리드들은 각각 상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)의 전방절곡부(25. 35)에 접촉된다.

상기 고정덮개(40)의 내면에는 상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)가 안치되어 흔들리지 않도록 잡아주는 안치홈(43)이 형성된다. 그리고 안치홈(43)의 후방측에는 상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)의 후방측을 탄성으로 눌러주어 후방절곡부(23. 33)가 포싱패턴(11)이나 센싱패턴(13)에 안정적으로 접촉되도록 하는 제2엘라스토마(45)가 구비된다.

아래의 표1은 초소형 및 초박형 반도체 패키지의 리드 치수의 일례를 도시한 것이다.

패키지명 (Package name)	리-드 폭 (Lead wide )	리-드 기장 (Lead Length)	핏-치 간격 (Picth size)	패키지 칫수 (Package Dimension) (가로*세로*두께)
TEP-6L	☞0.25mm	☞0.40mm	0.70mm	4.5mm*2.00mm *0.80mm
TEP-5L	☞0.29mm	☞0.41mm	0.65mm	6.00mm*2.10mm*0.80mm

도3을 참조하면, 상기 제1콘텍트핑거(20)와 제2콘텍트핑거(30)는 상하방향으로 적층되어 조립되고, 그 사이에 개재되는 절연테이프에 의해 서로 전기적으로 비접촉(비접속) 상태가 된다.

이때, 상기 제1콘텍트핑거(20)의 전방절곡부(25. 35)는 직선부(21. 31)와 85도~95도 사이의각도를 이루고, 제2콘텍트핑거(30)의 전방절곡부(25. 35)는 직선부(21. 31)와 40도~50도 사이의 각도를 이룬다. 바람직하게는 제1콘텍트핑거(20)는 약 90도, 제2콘텍트핑거(30)는 약 45도이다.

이러한 각도일때 상기 제1콘텍트핑거(20)의 전방절곡부(25. 35)와 제2콘텍트핑거(30)의 전방절곡부(25. 35)는 최소한의 거리를 안정적으로 유지하여 리드 간의 이격 폭이 좁은 반도체 패키지의 양부 테스트 시 에러율이 낮게 수행할 수 있다.

이처럼 전방절곡부(25. 35)의 각도를 90도, 45도로 설정하면, 45도는 패키지 리드가 상단에서 아래로 향하여 전방절곡부(25. 35)에 접촉했을 때 , 45도 구조는 텐션이 우수하고, 90도 전방절곡부(25. 35)와 쇼트가 안되며, 90도 전방절곡부(25. 35)와 같이 패키지의 리드(1)에 안정적으로 접촉하는 장점이 있다. 이때, 90도 와 45도 콘텍트핑거는 패키지 리드(1)에 접촉상태에서 두 전방절곡부(25. 35) 사이가 약 0.12mm 이하로서 안정적으로 유지한다,

그리고 이때 상기 제2콘텍트핑거(30)는 제1콘텍트핑거(20) 보다 전방절곡부(25. 35)의 단부가 0.03mm~0.05mm 높게 하여, 반도체 패키지가 위에 올려져 접촉시 제2콘텍트핑거(30)의 전방절곡부(25. 35)에 먼저 접촉되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 제2콘텍트핑거(30)는 검사 결과인 전기적 특성을 감지(센싱)하는 단자로서, 테스트를 위한 전기적 신호를 공급하는 제1콘택트핑거(20)가 먼저 반도체 패키지의 리드(1)에 접촉된 후에 제2콘텍트핑거(30)가 반도체 패키지 리드에 접촉되어야 전기적으로 안정하다. 제2콘텍트핑거(30)가 먼저 반도체 패키지의 리드(1)에 접촉된 후에 제1콘택트핑거(20)가 접촉되는 경우에는 스파크가 발생될 수 있다.

그리고 상기 제1콘텍트핑거(20)의 전방절곡부(25. 35) 단부는 평면 구조를 갖고, 상기 제2콘텍트핑거(30)의 전방절곡부(25. 35) 단부는 모서리 구조를 갖고, 상기 제1콘텍트핑거(20)의 전방절곡부(25. 35) 단부 보다 더 높은 것이 바람직하다. 이러한 구조일 때 두 전방절곡부(25. 35) 사이를 약 0.12mm 이하로 보다 안정적으로 유지할 수 있게된다.

상기 제1,2콘텍트핑거(20, 30)는 두께는 0.12mm인 금속재료를 사용하고, 절연테이프의 두께는 0.04mm를 사용한다.

본 발명의 테스트 소켓은 제1,2콘텍트핑거(20, 30)의 교체가 가능하여, 인쇄회로보드(10)과 고정덮개(40)는 그대로 사용하면서 단지 제1,2콘텍트핑거(20, 30)만 교체하면 되므로 종래의 테스트 소켓 대비하여 원가절감 효과가 약 70%~80% 된다

본 발명은 콘텍트핑거의 구조를 세로방식으로 변경하므로 패키지와의 접촉면적이 패키지의 리드 폭 보다 접촉면을 더 크게 하므로, 즉, 100% 접촉이 가능하므로 수율이 종전의 수율보다 제품에 따라서 약10%~17%로 생산성을 향상 할 수 있다. 종전의 수율은 약82%~85% 이고, 본 발명에 의한 개선 후 수율은 약92%~97%로 향상된다.

콘텍트핑거는 대체로 월1회 교체하므로, 본 발명은 콘텍트핑거만 교체하므로 교체시간은 약 5분 이내로 가능하다. 종래의 약40분대비 8배의 시간을 절약 할 수 있다. 그리고 장비 정비시간이 절약되어서 장비 가동률을 극대화하므로 생산성을 향상하고, 정비사의 일손이 덜어지므로, 또 다른 일을 할 수가 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 반도체 패키지용 테스트 소켓에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 인쇄회로보드 11 : 포싱패턴
13 : 센싱패턴 17 : 가이드핀
20 : 제1콘텍트핑거 30 : 제2콘텍트핑거
21/31 : 직선부 23/33 : 후방절곡부
25/35 : 전방절곡부 27/37 : 지그판
40 : 고정덮개 41 : 안착홈
43 : 안치홈 45 : 제2엘라스토마

Claims (4)

1. 테스트를 위한 포싱패턴과 센싱패턴이 구비된 인쇄회로보드;
   후방은 각각 상기 포싱패턴과 센싱패턴에 접속되고, 전방에 올려지는 반도체 패키지의 리드를 통해 서로 접속되는 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거;를 포함하고,
   상기 제1콘텍트핑거와 제2콘텍트핑거는 직선부와, 상기 직선부의 후방에 절곡형성되어 상기 포싱패턴 또는 센싱패턴에 접속되는 후방절곡부와, 상기 직선부의 전방에 절곡형성되어 반도체 패키지의 리드에 접촉되는 전방절곡부를 포함하되,
   제1콘텍트핑거의 전방절곡부는 85도~95도 사이의 각도를 갖고, 제2콘텍트핑거의 전방절곡부는 40도~50도 사이의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 테스트 소켓.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2콘텍트핑거는 상기 제1콘텍트핑거의 상부에 적층되어 배치되고, 이들의 직선부에는 절연필름이 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 테스트 소켓.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제2콘텍트핑거의 전방절곡부 단부가 상기 제1콘텍트핑거의 전방절곡부 단부 보다 높게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 테스트 소켓.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1콘텍트핑거의 전방절곡부 단부는 평면구조이고, 상기 제2콘텍트핑거의 전방절곡부 단부는 상기 제1콘텍트핑거의 전방절곡부 단부 보다 더 높으며 모서리구조인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 테스트 소켓.

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