KR102061036B1 - 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반도체 테스트 소켓용 핀은, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에서 도전 볼과 콘택 패드를 전기적으로 연결하는 반도체 테스트 소켓용 핀에 있어서, 상기 도전 볼과 콘택되는 제1접속 팁, 콘택 바디, 및 상기 콘택 패드와 콘택되는 3차원 스파일러 타입 제2접속 팁을 포함한다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 스트로크가 개선된다.

Description

반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀 {Spiral contact pin for test socket}

본 발명은, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에 설치되어 반도체 기기의 전기적 검사를 수행하는 콘택 핀에 있어서, 2차원 스트립을 컬링하여 3차원 스파일러 팁으로 제공되는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀에 관한 것이다.

일반적으로 BGA(ball grid array) 타입의 반도체 기기는 최종적으로 검사 장치에 의해 각종 전기 시험을 통한 특성 측정 또는 불량 검사를 받게 된다. 이때, 검사 장치에 설치된 검사용 인쇄회로기판의 회로 패턴과 BGA 타입 반도체 기기의 콘택(contact) 볼을 전기적으로 연결하기 위해 테스트 소켓이 사용된다.

이러한 테스트 소켓에는 다수의 프로브 핀이 하우징에 소정 규칙으로 설치되고 있다. 최근 부품 수가 많아지고 데이터의 빠른 처리와 저소비 전력을 위하여 프로브 핀이 점차 미세화 되어 가는데, 포고(Pogo) 핀을 포함하여 종래의 프로브 핀은 미세 패턴에 적극적으로 대응하지 못하여 프로브 핀의 콘택 특성이 악화되는 문제점이 있다.

이러한 구조적 문제를 개선하기 위하여 다음과 같이 콘택 핀이 제안되고 있다.

도 1을 참조하면, 콘택 핀(2)은 콘택 몸체(10), 핀 헤드(20), 핀 다리(30) 및 탄성부(40)로 구성된다.

콘택 몸체(10)는 반도체 패키지 테스트용 소켓의 베이스에 장착되고, 핀 헤드(20)는 콘택 몸체(10)의 상측으로 형성되어 테스트 하고자 하는 반도체 패키지 하부 단자와 접촉된다. 핀 헤드(20)는 반도체 패키지 하부 단자의 양측에서 집도록 콘택 몸체(10)에 한 쌍으로 형성된다. 핀 다리(30)는 콘택 몸체(10)의 하측으로 형성되어 테스트 보드에 접촉된다.

여기서, 탄성부(40)는 콘택 몸체(10)와 핀 다리(30) 사이에 일체로 형성되어 테스트 시, 테스트 보드와의 충격을 완화시킴은 물론, 탄발력에 의해 접속력을 향상시킨다. 이러한 탄성부(40)는 콘택 몸체(10)와 핀 다리(30) 사이에 복수 번 굴곡 형성된다.

그러나 와이어 형태의 탄성부(40)는 수직 압력이 가해지면 가압되었다가 가압 해제시 복원력에 의하여 원래의 형태로 되돌아 오는데, 와이어를 지그재그 형태로 굴곡 변형하였기 때문에, 반복적인 검사 공정에 의하여 쉽게 변형을 초래하고 복원력을 상실하게 된다. 그리고 가늘고 길게 연장되는 탄성부(40)에 의하여 전기 저항이 증가되는 문제점이 있다.

한국등록특허 10-1752468

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 와이어 형태의 콘택 핀의 복원력을 해결하기 위하여 3차원 스파이럴 형태의 반도체 테스트 소켓용 콘택 핀을 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 반도체 테스트 소켓용 콘택 핀은, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에서 도전 볼과 콘택 패드를 전기적으로 연결하는 반도체 테스트 소켓용 핀에 있어서, 상기 도전 볼과 콘택되는 제1접속 팁, 콘택 바디, 및 상기 콘택 패드와 콘택되는 3차원 스파일러 타입 제2접속 팁을 포함한다.

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

첫째, 2차원 스트립을 컬링 하여 3차원 스파일러 팁을 제공하기 때문에, 스트로크가 개선되고, 복원력이 향상되어 제품 수명이 길어지는 효과가 있다.

둘째, 스트립을 통하여 전기적 경로가 형성되기 때문에 전기 저항이 저감되어 검사의 신뢰성이 개선되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 반도체 테스트 소켓용 콘택 핀의 구성을 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 기기의 테스트 소켓의 구성을 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 콘택 핀의 구성을 나타내는 사시도.
도 4 및 도 5는 도 3의 스파일러 팁의 스트립 전개도들.
도 6은 본 발명에 의한 다른 실시예에 의한 콘택 핀의 구성을 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 또 다른 실시예에 의한 콘택 핀의 구성을 나타내는 사시도.

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 핀의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

반도체 테스트 소켓용 핀은 설명의 편의를 위하여 최종(final) 테스트 소켓에 사용되는 것으로 설명하겠지만, 여기에 제한되는 것은 아니고 번인(burn-in) 테스트 소켓에도 사용될 수 있다.

테스트 소켓(Test socket)은 패키지 IC, MCM 등의 반도체 집적 회로 장치, 집적 회로가 형성된 웨이퍼 등의 반도체 기기의 전기적 검사에서, 검사 대상인 반도체 기기의 접속 단자(가령, 도전 볼)와, 테스트 장치의 접속 단자(가령, 콘택 패드)를 서로 전기적으로 접속하기 위하여, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에 배치되는 것으로 한다.

도 2를 참조하면, 테스트 소켓용 콘택 핀(100)은, 외부 기기 가령, 반도체 기기의 도전 볼(B)과 테스트 장치의 콘택 패드(P)를 전기적으로 연결하여, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에서 전기적 검사를 수행한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 반도체 테스트 소켓용 콘택 핀(100)은, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에서 도전 볼(B)과 콘택 패드(P)를 전기적으로 연결하는 반도체 테스트 소켓용 핀에 관한 것으로, 도전 볼(B)과 콘택되는 제1접속 팁(110), 콘택 바디(120), 및 콘택 패드(P)와 콘택되는 스파일러 타입 제2접속 팁(130)을 포함한다.

제2접속 팁(130)은, 컬링 공정을 거치기 전의 2차원 스트립 형상이다. 스트립이 핀 축(y) 중심으로 적어도 2회 이상 컬링됨으로써 3차원 스파일러 팁(134)이 제공된다. 여기서 핀 축(y)은 도전 볼(B)과 콘택 패드(P)를 잇는 기준 축이다.

제2접속 팁(130)은, 콘택 바디(120)로부터 연장되는 도입부(132)를 더 포함하고, 도입부(132)는 필요에 따라 콘택 바디(120)와 제2접속 팁(130)을 연결하기 위하여 외측으로 편심되거나 굴절될 수도 있지만, 핀 축(y)과 컬링 축(y′)이 대체적으로 일직선 상에 동축이거나 혹은 나란하게 이축 형성될 수 있다.

스파이럴 팁(134)은, 프레스의 컬링 공정을 통해서 2차원 스트립(134′)을 나선형으로 태엽처럼 컬링하여 형성된 것이다.

2차원 스트립(134′)은, 일면과 타면의 양면으로 구성되고, 상기 컬링 공정에 의하여 일면이 외측면이 되고, 타면은 내측면이 되며, 단부(e)로 갈수록 핀 축(y)을 중심으로 소정 각도로 비스듬하게 틸트된다.

2차원 스트립(134′)의 틸트 축(t)은 핀 축(y)을 기준으로 최대 80°까지 경사진다. 그러나 45°이하로 경사지면, 상호 오버랩 되는 부분이 형성되지 않을 수 있다.

도 4를 참조하면, 2차원 스트립(134′)은, 그 폭이 전체적으로 일정하나, 도 5를 참조하면, 2차원 스트립(134′)은, 단부(e)로 갈수록 그 폭이 작아질 수 있다.

2차원 스트립(134′)은, 2회 이상 컬링되는 것이 바람직하다. 그러나 6회 이상 컬링되면 스파이럴 팁(134)의 두께가 커져 콘택 핀(100)의 전체 사이즈를 확장시킬 수 있어 바람직하지 않다.

한편, 콘택 패드(P)와 직접 접촉되는 단부(e)는 핀 축(y)에 대하여 직각이 되면 콘택 패드(P)와 면 접속 가능성이 높다. 혹은 직각이 되더라도 선 접속을 유도하기 위하여 단부(e)에 다양한 패턴을 제공할 수 있다. 가령, 요철 형상으로 제공될 수 있다.

2차원 스트립(134′)은, 제n번째 컬링에 의한 상기 일면이 제n-1번째 컬링에 의한 상기 일면을 커버함으로써, 상호 오버랩되는 영역이 존재한다. 검사 공정 시 외부로부터 압력이 제공되면, 단부(e) 스트로크(bottom stroke) 의하여 상기 오버랩 되는 영역이 확대된다.

단부(e) 스트로크는, 스파일러 팁(134)의 전체 높이가 4.0㎜ 이라고 할 때, 최대 0.5㎜을 넘지 않는다.

3차원 스파이럴 팁(134)은 2차원 스트립(134′)이 태엽처럼 나선형으로 컬링되어 형성되기 때문에, 컬링에 의하여 스트립(134′) 일면과 타면이 상호 접촉될 수 있다. 상기 접촉에 의하여 전기적 경로가 단축되기 때문에 전기 저항이 작아질 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1접속 팁(110)은 도전 볼(B)과 접속되는 부분으로 도전 볼(B)은 대체적으로 원형이기 때문에, 도전 볼(B)을 효과적으로 집고 콘택하기 위하여, 한 쌍의 집게 타입으로 제공될 수 있다.

집게 방식은 도전 볼을 양측에서 가압하는 형식으로 접속한다. 따라서 집게 방식의 경우에도 일방 집게는 고정되고 타방 집게만 탄성적으로 작동하는 경우(도 6 참조)와, 일방 집게와 타빙 집게 모두 탄성적으로 작동하는 경우(도 7 참조)가 있다.

다시 도 3을 참조하면, 단일 핀 타입의 경우 검사 공정 시 외력에 대하여 탄성력을 제공하기 위하여 콘택 바디(120) 자체에 탄성부를 구비할 수 있다. 가령, C 타입 혹은 활 타입 콘택 바디를 통하여 충격을 흡수할 수 있다. 반면 도 6 및 도 7을 참조하면 집게 방식의 경우에는 제1접속 팁(110)에서 한 쌍의 집게가 양측으로 벌어지면서 외력을 흡수하는 탄성력을 제공한다.

위 실시예 공통적으로 제2접속 팁(130)은 2차원 스트립(134′)을 컬링 공정을 통하여 3차원 스파일러 팁(134)으로 변경함으로써 스트로크를 개선한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 핀 바디에 대하여 소정 각도로 틸트 되는 2차원 스트립을 컬링하여 3차원 스파일러 팁으로 제공함으로써, 스트로크가 개선되고 전기 저항이 낮아지는 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: 스파일러 콘택 핀 110: 제1접속 팁
120: 콘택 바디 130: 제2접속 팁
134′: 스트립 134: 스파일러 팁

Claims (10)

1. 반도체 기기와 테스트 장치 사이에서 도전 볼과 콘택 패드를 전기적으로 연결하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀에 있어서,
   상기 도전 볼과 콘택되는 제1접속 팁;
   콘택 바디; 및
   상기 콘택 패드와 콘택되고, 컬링에 의한 3차원 스파일러 타입 제2접속 팁;을 포함하고,
   상기 콘택 바디와 상기 제2접속 팁 사이에는 외측으로 굴절 가능한 도입부를 더 포함하고,
   상기 컬링 전에는 2차원 스트립 형태이고, 상기 컬링 후에는 3차원 스파일러 형태이며, 상기 2차원 스트립의 틸트 축(t)은 상기 도전 볼과 상기 콘택 패드를 잇는 핀 축(y)중심으로 45° 이상 80° 이하로 비스듬하게 틸트되고,
   상기 2차원 스트립은, 단부(e)로 갈수록 그 폭이 작아지고,
   상기 단부(e)의 각도는 상기 핀 축(y)에 대하여 직각이 아닌 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2접속 팁은, 2차원 스트립이 상기 도전 볼과 상기 콘택 패드를 잇는 핀 축 중심으로 일직선이거나 혹은 나란하게 적어도 2회 이상 나선형으로 태엽처럼 컬링되는 스파일러 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 스트립은, 일면과 타면의 양면으로 구성되고, 상기 컬링에 의하여 상기 일면이 외면이 되고, 상기 타면은 내면이 되며, 단부로 갈수록 핀 축을 중심으로 소정 각도로 비스듬하게 틸트되는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 스트립은, 상기 컬링에 의하여 3회 이상 6회 이하 만큼 권취 되는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
6. 삭제
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 스트립은, 제n번째 컬링에 의한 상기 일면이 제n-1번째 컬링에 의한 상기 일면을 커버함으로써, 상호 오버랩 되는 영역이 존재하고, 바텀 스트로크에 의하여 상기 오버랩 되는 영역이 확대되는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 바텀 스트로크는, 상기 스파일러 팁의 전체 높이가 4.0㎜ 이라고 할 때, 최대 0.5㎜ 인 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
9. 제 3 항에 있어서,
   제1접속 팁은, 한 쌍의 집게 타입으로 일방 집게는 고정이고 타방 집게는 측면으로 변형 가능하며, 상기 핀 축과 컬링 축은 일직선 상에 위치하지 않으나, 나란한 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
10. 제 3 항에 있어서,
    제1접속 팁은, 한 쌍의 집게 타입으로 한 쌍의 집게 모두 양측으로 변형 가능하며, 상기 핀 축과 컬링 축은 일직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓용 스파일러 콘택 핀.
    

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