KR102139584B1 - 반도체 소자 테스트용 소켓 장치 - Google Patents

반도체 소자 테스트용 소켓 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 반도체 소자 테스트용 소켓 장치는, 상면에 제1피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브들 및 상기 상면과 반대 방향을 향하는 저면에서 상기 복수의 도전성 프로브들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 제1피치와 다른 제2피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패드들을 포함하는 피치 변환 기판과, 상기 피치 변환 기판에서 상기 복수의 도전성 프로브들 근처에 배치되는 완충 부재와, 상기 피치 변환 기판의 상면과 결합되고, 상기 반도체 소자를 수용하는 오프닝을 포함하는 가이드 플레이트와, 상기 가이드 플레이트의 상면과 선택적으로 결합하기 위한 적어도 하나의 래치 부재를 포함하는 커버 플레이트 및 상기 커버 플레이트의 저면으로부터 적어도 부분적으로 돌출되도록 배치되는 푸셔(pusher)를 포함하고, 상기 가이드 플레이트를 위에서 바라볼 때, 상기 복수의 도전성 프로브들 및 상기 완충 부재의 적어도 일부는 상기 오프닝과 중첩되는 위치에 배치되고, 상기 오프닝에 수용된 반도체 소자는 상기 커버 플레이트가 상기 가이드 플레이트에 결합된 상태에서, 상기 푸셔의 가압에 의해 상기 복수의 프로브들과 전기적으로 연결될 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

반도체 소자 테스트용 소켓 장치{SOCKET FOR TESTING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명의 다양한 실시예들은 반도체 소자 테스트용 소켓 장치에 관한 것으로서, 특히 미세 피치(pitch)를 갖는 복수의 도전성 단자들을 포함하는 반도체 소자(semiconductor device)가 기존 테스트 설비에 적용 가능하도록 구성된 반도체 소자 테스트용 소켓 장치에 관한 것이다.
반도체 소자(예: 반도체 칩)는 미세한 전자 회로가 고밀도로 집적되어 형성되어 있으며, 제조 공정 중에 각 전자 회로의 정상 여부가 테스트될 수 있다. 반도체 소자는 반도체 소자의 도전성 단자와 테스트 신호를 인가하는 테스트 보드의 도전성 패드를 전기적으로 연결하는 반도체 검사용 테스트 소켓을 이용하여 테스트될 수 있다.
그러나 반도체 기술의 고도화로 테스트 가능한 도전성 패드의 피치가 줄어드는 상황이며, 다이(die)를 패키징(pakaging) 하지 않고 그대로도 사용하고 있는 상황이기에 테스트 보드의 도전성 패드의 피치가 미세한 간격(예: 약 0.2mm 이하)으로 요구 되고 있는 상황이다. 이에 대응하여, 반도체 및 다이에서 도전성 패드 및볼(ball)의 피치가 줄어 듦에 따라 검사용 소켓에서도 테스트용 도전성 프로브의 피치 대응이 힘들어 지는 상황이며, 테스트 보드에서도 미세 피치 대응이 한계점에 도달하고 있는 상황이다. 또한 반도체를 자동 검사하기 위한 핸들러(handler) 및 번인(burn-in) 테스트용 설비에도 미세 피치의 접속 정렬(contact align)을 맞추기 위한 설비 개조 및 신규 방법이 필요한 상황인 만큼 현재의 기술로는 테스트 보드 및 테스트용 소켓, 및/또는 핸들러에서 소망 미세 피치 이하로 배치되는 도전성 단자들을 갖는 반도체 소자 및 다이를 검사하기에 매우 어려운 상황이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 기존의 테스트 설비를 이용하더라도 미세 피치를 갖는 반도체 소자를 테스트하기 용이하도록 구현되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치를 제공할 수 잇다.
다양한 실시예에 따르면, 본 발명은 비교적 공정수가 간소화되고 제조 원가가 절감되도록 구성되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 발명은 정확한 테스트 공정을 유도함으로써 제품의 신뢰성이 확보될 수 있는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 반도체 소자 테스트용 소켓 장치는, 상면에 제1피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브들 및 상기 상면과 반대 방향을 향하는 저면에서 상기 복수의 도전성 프로브들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 제1피치와 다른 제2피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패드들을 포함하는 피치 변환 기판과, 상기 피치 변환 기판에서 상기 복수의 도전성 프로브들 근처에 배치되는 완충 부재와, 상기 피치 변환 기판의 상면과 결합되고, 상기 반도체 소자를 수용하는 오프닝을 포함하는 가이드 플레이트와, 상기 가이드 플레이트의 상면과 선택적으로 결합하기 위한 적어도 하나의 래치 부재를 포함하는 커버 플레이트 및 상기 커버 플레이트의 저면으로부터 적어도 부분적으로 돌출되도록 배치되는 푸셔(pusher)를 포함하고, 상기 가이드 플레이트를 위에서 바라볼 때, 상기 복수의 도전성 프로브들 및 상기 완충 부재의 적어도 일부는 상기 오프닝과 중첩되는 위치에 배치되고, 상기 오프닝에 수용된 반도체 소자는 상기 커버 플레이트가 상기 가이드 플레이트에 결합된 상태에서, 상기 푸셔의 가압에 의해 상기 복수의 프로브들과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1피치는 상기 제2피치보다 작은 간격을 가질 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제1피치는 약 0.2mm 미만의 간격을 가지며, 상기 제2피치는 약 0.2mm ~ 1.0mm 범위의 간격을 가질 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 완충 부재는, 상기 피치 변환 기판에 고정되는 지지 플레이트 및 상기 지지 플레이트에 고정되는 탄성 부재를 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 오프닝을 통해 수용되는 상기 반도체 소자를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 지지부는 상기 피치 변환 기판에 실장되는 상기 복수의 도전성 프로브들보다 높은 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 반도체 소자는 상기 오프닝을 통해 상기 완충 부재의 지지부에 올려지고, 상기 푸셔의 가압에 의한 상기 탄성 부재의 탄성 변형을 통해 상기 복수의 도전성 프로브들과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 탄성 부재는 상기 지지부보다 낮게 형성되고, 상기 반도체 소자의 비검사용 돌출 부품을 수용하기 위한 리세스(recess)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 탄성 부재는 실리콘, 러버 또는 우레탄으로 형성되고, 상기 지지 플레이트에 본딩, 융착 또는 인서트 사출 공정을 통해 고정될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 푸셔는 적어도 하나의 가압 부재를 통해, 상기 커버 플레이트의 저면보다 낮게 형성된 수용홈으로부터 장착 방향으로 가압받도록 단속될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 커버 플레이트는 상기 적어도 하나의 래치 부재의 후크(hook) 형상의 단부가 상기 가이드 플레이트의 대응 위치에 형성된 걸림턱에 걸림으로서 상기 가이드 플레이트에 선택적으로 고정될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 소켓 장치의 상기 복수의 도전성 패드들은 테스트 설비의 테스트용 도전성 패드에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 반도체 소자 테스트용 소켓 장치는, 상면에 제1피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브들 및 상기 상면과 반대 방향을 향하는 저면에서 상기 복수의 도전성 프로브들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 제1피치와 다른 제2피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패드들을 포함하는 피치 변환 기판과, 상기 피치 변환 기판에서 상기 복수의 도전성 프로브들 근처에 배치되고, 상기 복수의 도전성 프로브들 보다 높게 형성된 지지부를 통해 상기 반도체 소자를 지지하는 탄성 부재와, 상기 피치 변환 기판의 상면과 결합되고, 상기 반도체 소자를 수용하는 오프닝을 포함하는 커버 플레이트 및 상기 커버 플레이트에 회전 가능하게 배치되고, 적어도 하나의 가압 부재를 통해 상기 오프닝을 폐쇄하려는 방향으로 가압하는 적어도 하나의 회전 커버를 포함하고, 상기 커버 플레이트를 위에서 바라볼 때, 상기 복수의 도전성 프로브들 및 상기 완충 부재의 적어도 일부는 상기 오프닝과 중첩되는 위치에 배치되고, 상기 오프닝에 수용된 반도체 소자는 상기 커버 플레이트가 상기 가이드 플레이트에 결합된 상태에서, 상기 적어도 하나의 회전 부재가 상기 오프닝을 폐쇄하려는 가압력에 의해 상기 복수의 프로브들과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 반도체 소자 테스트용 소켓 장치는, 상면에 제1피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브들 및 상기 상면과 반대 방향을 향하는 저면에서 상기 복수의 도전성 프로브들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 제1피치와 다른 제2피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패드들을 포함하는 피치 변환 기판과, 상기 피치 변환 기판에서 상기 복수의 도전성 프로브들 근처에 배치되고, 상기 복수의 도전성 프로브들 보다 높게 형성된 지지부를 통해 상기 반도체 소자를 지지하는 탄성 부재와, 상기 피치 변환 기판의 상면과 결합되고, 상기 반도체 소자를 수용하는 오프닝을 포함하는 가이드 플레이트 및 상기 가이드 플레이트의 상면과 선택적으로 결합되는 커버 플레이트를 포함하고, 상기 가이드 플레이트를 위에서 바라볼 때, 상기 복수의 도전성 프로브들 및 상기 완충 부재의 적어도 일부는 상기 오프닝과 중첩되는 위치에 배치되고, 상기 커버 플레이트는 적어도 하나의 스크류를 통해 상기 가이드 플레이트에 고정되며, 상기 오프닝에 수용된 반도체 소자는 상기 커버 플레이트가 상기 가이드 플레이트에 스크류를 통해 체결되는 체결력에 의해 상기 복수의 프로브들과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명은 상기 과제의 해결 수단을 통해 제시된 예시적인 반도체 소자 테스트용 소켓 장치를 통해 미세 피치를 갖도록 형성된 복수의 도전성 단자를 포함하는 반도체 소자 및 다이를 현재 양산 중인 테스트 설비에 구비된 테스트 보드의 대응 피치를 갖는 도전성 패드에 별도의 설계 변경 없이 적용시킴으로서 제조 공정이 간소화되고 제조 원가가 절감될 수 있다.
또한, 디칭(dieching) 상태에서도 본 발명의 예시적인 소켓 장치를 이용하여 검사 진행 시, 미세 피치를 보통 사용 중인 피치로 변환하여 테스트가 가능하게 되며, 기존에 사용하던 테스트 인프라를 그대로 사용할 수 있기때문에 웨이퍼(wafer) 검사 뿐만아니라, 디칭 이후 번인(burn-in) 공정 및 테스트 공정이 수행될 수 있게 함으로서, 테스트 비용 감소 및 대량 물량의 검사 공정을 큰 공정 변화 및 투자 없이 진행할수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 소켓 장치는 양산에서만 사용 하는 것이 아닌, 품질 부서에서의 불량 원인 분석시 매우 유용하게 사용될 수도 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치가 테스트용 설비에 적용되는 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치의 결합 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치의 분리 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커버 플레이트에 푸셔가 조립된 상태를 도시한 소켓 장치의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도 3b의 A 영역을 상세히 도시한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 완충 부재의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치에 반도체 소자가 적용되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커버 플레이트가 가이드 플레이트에 고정되는 상태를 도시한 작동도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소켓 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 소켓 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성 요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치(200)가 테스트용 설비(100)에 적용되는 상태를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 반도체 소자는 공정 중 또는 공정 후에, 설계된 내부 전기 회로의 전기적 연결의 양불 판정을 위한 테스트가 요구될 수 있다. 따라서, 반도체 소자는 별도의 테스트용 설비(100)를 통해 전기적 양불 판정을 위한 테스크 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 전기적 양불 판정을 위한 테스트가 요구되는 반도체 소자들은 미세 피치를 갖는 복수의 도전성 단자를 포함할 수 있다. 이러한 반도체 소자들은 각각 본 발명에 따른 소켓 장치들(200)에 적용될 수 있으며, 반도체 소자가 적용된 복수의 소켓 장치들(200)은 테스트용 설비에 구비된 테스트 보드 어셈블리(110)를 통해 실장된 후 전기적 검사가 수행될 수 있다.
이러한 경우, 본 발명에 따른, 소켓 장치(200)는 반도체 소자에 구비된 복수의 도전성 단자의 미세 피치를 기존의 양산 중인 테스트 설비에 구비된 테스트 보드의 도전성 패드의 일반 피치로 변환하여 테스트를 유도함으로써, 반도체 소자의 미세 피치를 갖는 도전성 단자들에 대응하여 테스트 설비를 설계 변경할 필요가 없다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치(200)의 결합 사시도이다. 도 3a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치(200)의 분리 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커버 플레이트(230)에 푸셔(240)가 조립된 상태를 도시한 소켓 장치(200)의 분리 사시도이다.
도 2 내지 도 3b를 참고하면, 소켓 장치(200)는 반도체 소자(D)에 구비된 복수의 도전성 단자들의 미세 피치(pitch)에 대응하는 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브(conductive probe)(215)를 포함하는 피치 변환 기판(pitch transfer substrate)(210), 피치 변환 기판(210)에 실장되고 반도체 소자(D)를 가이드하는 가이드 플레이트(guide plate)(220) 및 가이드 플레이트(220)의 상부에 실장되고 반도체 소자(D)를 일정 가압력으로 가압하는 푸셔(pusher)(240)를 포함하는 커버 플레이트(230)를 포함할 수 있다.
피치 변환 기판(210)은 가이드 플레이트(220)와 대면하는 방향(② 방향)으로 형성된 상면(2111) 및 상면(2111)과 반대 방향(① 방향)으로 향하는 저면(2112)을 포함할 수 있다. 피치 변환 기판(210)은 PCB(printed circuit board) 또는 세라믹 기판을 포함할 수 있다. 피치 변환 기판(210)은 상면(2111)에 배치되는 프로브 배치 영역(212) 및 완충 부재(250)의 배치를 위한 완충 부재 배치 영역(213)을 포함할 수 있다. 완충 부재 배치 영역(213)은 완충 부재(250)를 수용하는 영역으로서, 대체적으로 프로브 배치 영역(212)의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다. 프로브 배치 영역(212)에는 미세한 제1피치(예: 도 4의 제1피치(P1))로 형성되는 복수의 제1도전성 패드들(2121)을 포함할 수 있다. 피치 변환 기판(210)은 프로브 배치 영역(212)에서 제1도전성 패드들(2121)의 제1피치(예: 도 4의 제1피치(P1))에 대응하도록 복수의 도전성 프로브들(215)이 배치될 수 있다. 복수의 도전성 프로브들(215)은 반도체 소자(D)에 형성된 복수의 도전성 단자들과 대응하는 제1피치(P1)로 배치될 수 있다. 따라서, 반도체 소자(D)가 소켓 장치(200)에 실장될 경우, 반도체 소자(D)의 복수의 도전성 단자들 각각은 복수의 도전성 프로브들(215) 각각에 물리적으로 대응 접촉될 수 있다. 복수의 도전성 프로브들(215)은 MEMS, 에칭(etching), 도금 또는 타발 공정으로 통해 형성되는 포고핀(pogo pin) 또는 스프링 핀(spring pin)을 포함할 수 있다.
가이드 플레이트(220)는 실질적으로 피치 변환 기판(210)과 동일한 크기 및 형상으로 형성될 수 있으며, 적어도 하나의 스크류를 통해 피치 변환 기판(210)에 고정될 수 있다. 다른 실시예로, 가이드 플레이트(220)는 본딩 또는 융착을 통해 피치 변환 기판(210)의 상면(2111)에 접촉하는 방식으로 고정될 수 있다. 가이드 플레이트(220)는 반도체 소자(D)를 수용하기 위하여 일정 크기로 형성된 오프닝(opening)(221)(예: 개구)을 포함할 수 있다. 따라서, 프로브 배치 영역(212) 및 완충 부재 배치 영역(213)은 가이드 플레이트(220)를 위에서 바라볼 때, 적어도 오프닝(221)과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 가이드 플레이트(220)는 후술될 커버 플레이트(230)와의 정렬을 위해, 커버 플레이트(230)에 형성된 적어도 하나의 정렬용 돌기(232)를 수용하도록 대응 위치에 배치되는 적어도 하나의 정렬홈(223)을 포함할 수 있다. 가이드 플레이트(220)는 장착된 커버 플레이트(230)의 적어도 하나의 래치 부재(231)를 단속하기 위하여 배치되는 적어도 하나의 걸림턱(222)을 포함할 수 있다. 걸림턱(222)은 래치 부재(231)의 배치 위치에 따라 가이드 플레이트(220)의 서로 대향되는 방향에 배치될 수 있다. 걸림턱(222)은 가이드 플레이트(220) 형성 시, 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 걸림턱(222)은 가이드 플레이트(220)에 설치되는 별도의 구성 요소일 수도 있다.
커버 플레이트(230)는 실질적으로 가이드 플레이트(220)와 동일한 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 커버 플레이트(230)는 피치 변환 기판(210)의 상면(2111)과 동일한 방향(② 방향)을 향하는 상면(2301) 및 상면(2301)과 반대 방향(① 방향)을 향하고, 가이드 플레이트(220)와 대면하는 저면(2302)을 포함할 수 있다. 커버 플레이트(230)는 가이드 플레이트(220)의 오프닝(221)을 통해 반도체 소자(D)가 실장된 후, 이를 단속하기 위하여 가이드 플레이트(220)에 고정되는 고정 구조를 가질 수 있다. 고정 구조는 커버 플레이트(230)에 작동 가능하게 배치되고, 단부가 후크(hook) 형상으로 형성된 적어도 하나의 래치 부재(231)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 래치 부재(231)는 커버 플레이트(230)의 서로 대향되는 위치에서 한 쌍으로 배치될 수 있다. 한 쌍의 래치 부재(231)는 커버 플레이트(230)에 장착되는 가압 부재(241)(예: 압축 코일 스프링)를 통해 서로 오므러드는 방향(도 3a의 화살표 방향)으로 가압받을 수 있다. 따라서, 커버 플레이트(230)가 가이드 플레이트(220)에 장착되면, 한 쌍의 래치 부재(231)의 후크 형상의 단부는 가이드 플레이트(220)에 형성된 걸림턱(222)에 걸리게 되고, 가압 부재(241)를 통해 지속적으로 가압받음으로서 커버 플레이트(230)가 가이드 플레이트(220)로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
커버 플레이트(230)는 저면(2302)으로부터 돌출되고, 적어도 하나의 가압 부재(241)(예: 압축 코일 스프링)를 통해 장착 방향으로 가압받도록 배치되는 푸셔(pusher)(240)를 포함할 수 있다. 푸셔(240)는 대체적으로 오프닝(221)과 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 푸셔(240)는 반도체 소자(D)가 가이드 플레이트(220)의 오프닝(221)을 통해 피치 변화 기판(210)의 프로브 배치 영역(212)에 배치될 때, 커버 플레이트(230)의 장착에 따라 반도체 소자(D)의 상면을 장착 방향(① 방향)으로 가압할 수 있다. 이러한 경우, 푸셔(240)는 반도체 소자(D)에 의해 장착 방향과 반대 방향(② 방향)으로 가압 부재의 가압력을 인가받은 채, 후퇴될 수 있고, 이러한 가압력을 통해 반도체 소자(D)의 도전성 단자는 도전성 프로브(215)와 지속적으로 접촉이 유지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도 3b의 A 영역을 상세히 도시한 확대도이다.
도 4를 참고하면, 피치 변환 기판(210)은 상면(2111)에 배치되는 복수의 제1도전성 패드들(2121) 및 저면(2112)에 배치되는 복수의 제2도전성 패드들(예: 도 7a의 복수의 제2도전성 패드들(2122))을 포함할 수 있다. 복수의 제2도전성 패드들(2122) 각각은 피치 변환 기판(210)의 상면(2111)에 형성된 복수의 제1도전성 패드들(2121) 각각과 피치 변환 기판(210)의 내부에서 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 복수의 제1도전성 패드들(2121) 각각은 복수의 제2도전성 패드들(2122) 각각과 피치 변환 기판(210)의 내부에 배치되는 전기적 경로(예: 도전성 비아들(conductive vias))를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 제2도전성 패드들(2122)은 제1피치(P1)보다 큰 제2피치(예: 도 7a의 제2피치(P2))를 갖도록 배치될 수 있다. 제2피치(P2)는 테스트 설비(예: 도 1의 테스트 설비(100))의 테스트 패드에 배치되는 복수의 도전성 패드들과 동일한 피치를 가질 수 있다. 제1피치(P1)는 약 0.2mm 미만의 범위를 가질 수 있다. 제2피치(P2)는 0.2mm ~ 1.0mm 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예로, 제1피치(P1)가 제2피치(P2) 보다 크도록 형성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 완충 부재(250)의 구성을 도시한 사시도이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 반도체 소자(D)가 커버 플레이트(230)에 배치된 푸셔(240)의 가압에 의해, 가이드 플레이트(220)의 오프닝(221)을 통해 도전성 프로브(215)에 직접 접촉될 경우, 도전성 프로브(215) 또는 반도체 소자(D)의 도전성 단자들이 파손될 수 있다. 따라서, 피치 변환 기판(210)의 완충 부재 배치 영역(213)에는 일정 높이를 갖는 완충 부재(250)가 배치될 수 있다. 완충 부재(250)는 커버 플레이트(230)가 가이드 플레이트(220)와 결합 전에, 반도체 소자(D)의 도전성 단자가 도전성 프로브에 접촉되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 다른 실시예로, 완충 부재(250)는 마찰력이 큰 물질을 포함함으로서, 반도체 소자(D)가 비젼 정렬 장치를 통해 피치 변환 기판(210)에 정렬 장착될 경우, 그 위치가 틀어지지 않고 유지하는데 도움을 줄 수 있다.
완충 부재(250)는 리지드(rigid)한 재질의 지지 플레이트(252)와 지지 플레이트(252)의 상부에 고정되는 탄성 부재(251)를 포함할 수 있다. 지지 플레이트(252)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 지지 플레이트(252)는 SUS와 같은 금속 플레이트로 형성될 수 있다. 탄성 부재(251)는 지지 플레이트(252)에 부착 또는 인서트 사출되는 탄성을 갖는 실리콘, 우레탄 또는 러버로 형성될 수 있다. 탄성 부재(251)는 커버 플레이트(230)의 장착 전에는 반도체 소자(D)의 도전성 단자가 도전성 프로브(215)에 접촉되는 것을 방지하도록 지지할 수 있다. 탄성 부재(251)는 커버 플레이트(230)가 가이드 플레이트(220)에 장착되고, 푸셔(240)를 통해 가압 받을 때, 반도체 소자(D)의 도전성 단자가 도전성 프로브(215)에 물리적으로 접촉되도록 탄성 변형이 가능한 물질이면 공지의 다양한 물질도 가능하다.
지지 플레이트(252)는 탄성 부재(251)보다 넓은 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 지지 플레이트(252)는 탄성 부재(251)보다 넓은 면적에 해당하는 플랜지(2521)를 포함할 수 있다. 플랜지(2521)는 완충 부재(250)를 피치 변환 기판(210)에 스크류를 통해 고정시키기 위한 스크류 체결홀(2522)을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 지지 플레이트(252)는 피치 변환 기판(210)에 별도의 스크류 없이 본딩, 양면 테이프에 의한 접착, 초음파 융착 또는 열 융착과 같은 공정을 통해 고정될 수도 있다.
탄성 부재(251)는 반도체 소자(D)의 적어도 일부 영역을 지지하기 위한 지지부(2511)와, 지지부와 연장되는 리세스(recess)를 포함할 수 있다. 리세스는 지지부보다 낮게 형성될 수 있다. 지지부(2511)는 반도체 소자(D)의 도전성 단자들이 형성되지 않은 영역과 접촉될 수 있다. 리세스(2512)는 반도체 소자(D)의 테스트를 위한 도전성 단자들과 구별되면서 테스트에 불필요한, 돌출된 실장 부품들을 수용하기 위한 수용 영역으로 기여될 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소켓 장치(200)에 반도체 소자(D)가 적용되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 6을 참고하면, 소켓 장치(200)는 피치 변환 기판(210)의 프로브 배치 영역(212)에 복수의 도전성 프로브들(215)이 실장되고, 완충 부재 영역(213)에 완충 부재(250)가 고정된 후, 가이드 플레이트(220)가 피치 변환 기판(210)에 장착되는 캐리어로서의 역할을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 가이드 플레이트(220)를 위에서 바라볼 때, 가이드 플레이트(220)의 오프닝(221)을 통해 복수의 도전성 프로브들(215)이 노출될 수 있다. 또한, 소켓 장치(200)는 커버 플레이트(230)의 저면(2302)에서 수직 방향으로 동작하도록 단속되고, 장착 방향(①)으로 가압받도록 푸셔(240)가 장착되는 액추에이터로서의 역할을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 자동화 공정을 통해, 조립이 완료된 캐리어의 오프닝으로 반도체 소자(D)가 실장되고, 비젼 정렬 장치를 통해 정렬될 수 있으며, 역시 자동화 공정을 통해 액추에이터가 캐리어에 래치 부재(231)를 통해 고정될 수 있다. 이때, 커버 플레이트(230)의 저면(2302)에 돌출 형성된 적어도 하나의 정렬용 돌기(232)가 가이드 플레이트(220)의 대응 위치에 형성된 정렬홈(223)에 안착됨으로서, 커버 플레이트(230)는 가이드 플레이트(220)에 올바르게 정렬될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커버 플레이트(230)가 가이드 플레이트(220)에 고정되는 상태를 도시한 작동도이다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 소켓 장치(200)의 피치 변환 기판(210)에 고정된 가이드 플레이트(220)로부터 커버 플레이트(230)가 분리된 상태에서 반도체 소자(D)가 배치될 수 있다. 반도체 소자(D)는 가이드 플레이트(220)의 오프닝(221)을 통해 배치될 수 있으며, 피치 변화 기판(210)에 설치된 완충 부재(250)의 탄성 부재(251)에 형성된 지지부(2511)의 지지를 받을 수 있다. 이러한 경우, 반도체 소자(D)는 도전성 프로브(215)와 접촉되지 않은 상태일 수 있으며, 이 상태에서 비젼 정렬 장치를 통해 반도체 소자(D)의 정렬이 수행될 수 있다. 정렬이 완료된 반도체 소자(D)는 마찰력이 큰 완충 부재(250)를 통해 임의로 틀어지는 것이 방지될 수 있다.
그후, 가이드 플레이트(220)의 상부에 커버 플레이트(230)가 장착될 수 있다. 커버 플레이트(230)는 한 쌍의 래치 부재(231)가 가이드 플레이트(220)의 대응 위치에 형성된 걸림턱(222)에 걸림으로서 이탈이 방지될 수 있다. 이와 동시에, 커버 플레이트(230)의 저면(2302)에 형성된 푸셔 수용홈(2303)으로부터 적어도 일부가 돌출되도록 설치되는 푸셔(240)를 통해 반도체 소자(D)가 장착 방향(① 방향)으로 가압받을 수 있다. 푸셔(240)는 가압 부재(241)를 통해 반도체 소자(D)를 충분히 가압하여, 반도체 소자(D)의 도전성 단자가 도전성 프로브(215)에 물리적으로 접촉된 상태에서, 해당 가압력이 유지된 채, 푸셔 수용홈(2303)내로 후퇴될 수 있다. 이러한 경우, 완충 부재(250)의 탄성 부재(251)는 푸셔(240)의 가압력을 통해 반도체 소자(D)의 도전성 단자가 도전성 프로브(215)에 물리적으로 접촉되도록 탄성 변형될 수 있다. 그후, 커버 플레이트(230)까지 결합된 소켓 장치(200)는 테스트 설비(예: 도 1의 테스트 설비(100))에 배치됨으로서, 반도체 소자(D)의 전기적 양불 검사가 수행될 수 있다.
마찬가지로, 테스트를 마친 반도체 소자(D)가 소켓 장치(200)로부터 분리되기 위하여, 커버 플레이트(230)에 설치된 래치 부재(231)가 해제될 수 있다. 래치 부재(231)의 해제를 통해, 커버 플레이트(230)는 후방으로 후퇴될 수 있다. 이러한 경우, 반도체 소자(D)를 가압하던 푸셔(240)의 제거에 따라, 반도체 소자(D)는 완충 부재(250)의 복원력을 통해 반도체 소자(D)의 도전성 단자가 도전성 프로브(215)와 이격되도록 위치될 수 있다. 그후, 테스트가 완료된 반도체 소자(D)를 제거하고, 테스트가 필요한 다른 반도체 소자가 가이드 플레이트(220)의 오프닝(221)에 실장된 후, 상기와 같이 커버 플레이트(230) 장착 동작이 반복적으로 수행될 수 있다. 상술한 동작들은 모두 자동화 공정을 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 피치 변환 기판에 실장된 테스트용 반도체 소자를 가압하는 액추에이터는 하기와 같이, 다양한 방식으로 변형이 가능할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소켓 장치(800)의 구성을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 피치 변환 기판(210), 이에 배치되는 복수의 도전성 프로브들(215) 및 완충 부재(250)의 구성은 전술한 바와 실질적으로 동일하므로 그 상세한 설명이 생략되었다.
도 8a 및 도 8b를 참고하면, 소켓 장치(800)는 피치 변환 기판(210) 및 그 상부에 배치되는 커버 플레이트(810)를 포함할 수 있다. 커버 플레이트(810)는 전술한 가이드 플레이트(220)가 생략된 채, 피치 변환 기판(210)과 직접 결합될 수 있다. 커버 플레이트(810)는, 커버 플레이트(810)를 위에서 바라볼 때, 피치 변환 기판(210)의 복수의 도전성 프로브들(215)이 노출되는 크기로 형성되는 오프닝(811)을 포함할 수 있다. 커버 플레이트(810)는 양단에서 회전 가능하게 배치되고, 가압 부재(813)를 통해 항상 오프닝(811)을 폐쇄하는 방향(③ 방향)으로 가압되도록 배치되는 한 쌍의 회전 커버(812)를 포함할 수 있다. 가압 부재(813)는 회전 커버(812)의 회전축에 배치되고, 회전 커버(812)가 항상 오프닝(811)을 폐쇄하는 방향으로 가압하는 적어도 하나의 토션 스프링을 포함할 수 있다. 회전 커버(812)는 개방성을 용이하게 유도하기 위한 조작홈(8121)을 포함할 수 있다. 조작홈(8121)은 회전 커버(812)의 모서리의 적어도 일부분이 함몰되도록 형성됨으로써 사용자 손가락 또는 자동화 공정의 작동 지그(jig) 등의 손쉬운 조작을 유도할 수 있다.
소켓 장치(800)는, 전술한 바와 같이 커버 플레이트(810) 전체를 피치 변환 기판(210)으로부터 분리하지 않고, 커버 플레이트(810)에 배치된 회전 커버(812)만을 개방시킨 상태에서, 노출된 오프닝(811)을 통해 반도체 소자(D)를 수용할 수 있다. 오프닝(811)에 수용된 반도체 소자(D)는 전술한 바와 같이, 완충 부재(250)에 놓여지도록 배치될 수 있다. 그후, 회전 커버(812)로부터 개방되려는 힘이 제거되면, 가압 부재(813)의 닫히려는 힘에 의해 오프닝(811)이 폐쇄됨과 동시에 회전 커버(812)에 의해 반도체 소자(D)가 도전성 프로브(215) 방향으로 가압받을 수 있다.
도 9는 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 소켓 장치(900)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9를 참고하면, 소켓 장치(900)는 복수의 도전성 프로브들(215) 및 완충 부재(250)를 포함하는 피치 변환 기판(210)과, 피치 변환 기판(210)에 결합되는 가이드 플레이트(220) 및 가이드 플레이트(220)에 결합되는 커버 플레이트(910)를 포함할 수 있다.
소켓 장치(900)는 피치 변환 기판(210)으로부터 커버 플레이트(910)가 제거된 상태에서 가이드 플레이트(220)를 통해 반도체 소자(D)를 수용할 수 있다. 그후, 커버 플레이트(910)는 가이드 플레이트(220)의 상부에 올려진 상태에서 복수의 스크류(S)를 이용하여 커버 플레이트(910)의 스크류 관통홀(9101)을 통해 가이드 플레이트(220)의 대응 위치에 형성된 스크류 체결홀(2201)에 체결하는 방식으로 고정될 수 있다. 이러한 경우, 소켓 장치(900)는 커버 플레이트(910)에 고정된 스크류(S)의 체결력을 통해, 반도체 소자(D)의 도전성 단자들이 완충 부재(250)의 탄성 변형력을 통해 도전성 프로브(215)와 물리적으로 접촉되도록 구성될 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 소켓 장치 210: 피치 변환 기판
212: 프로브 배치 영역 213: 완충 부재 배치 영역
215: 도전성 프로브 220: 가이드 플레이트
221: 오프닝 230: 커버 플레이트
231: 래치 부재 240: 푸셔(pusher)
P1: 제1피치 P2: 제2피치

Claims (13)

  1. 반도체 소자 테스트용 소켓 장치에 있어서,
    상면에 제1피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브들 및 상기 상면과 반대 방향을 향하는 저면에서 상기 복수의 도전성 프로브들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 제1피치와 다른 제2피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패드들을 포함하는 피치 변환 기판;
    상기 피치 변환 기판에서 상기 복수의 도전성 프로브들 근처에 배치되되, 상기 피치 변환 기판에 고정되는 지지 플레이트 및 상기 지지 플레이트에 고정되는 탄성 부재를 포함하는 완충 부재;
    상기 피치 변환 기판의 상면과 결합되고, 상기 반도체 소자를 수용하는 오프닝을 포함하는 가이드 플레이트;
    상기 가이드 플레이트의 상면과 선택적으로 결합하기 위한 적어도 하나의 래치 부재를 포함하는 커버 플레이트; 및
    상기 커버 플레이트의 저면으로부터 적어도 부분적으로 돌출되도록 배치되는 푸셔(pusher)를 포함하고,
    상기 탄성 부재는 상기 오프닝을 통해 수용되는 상기 반도체 소자를 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 가이드 플레이트를 위에서 바라볼 때, 상기 복수의 도전성 프로브들 및 상기 완충 부재의 적어도 일부는 상기 오프닝과 중첩되는 위치에 배치되고,
    상기 오프닝에 수용된 반도체 소자는 상기 커버 플레이트가 상기 가이드 플레이트에 결합된 상태에서, 상기 푸셔의 가압에 의해 상기 복수의 프로브들과 전기적으로 연결되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1피치는 상기 제2피치보다 작은 간격을 갖는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1피치는 0.2mm 미만의 간격을 가지며,
    상기 제2피치는 0.2mm ~ 1.0mm 범위의 간격을 갖는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 피치 변환 기판에 실장되는 상기 복수의 도전성 프로브들보다 높은 높이를 갖도록 형성되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반도체 소자는 상기 오프닝을 통해 상기 완충 부재의 지지부에 올려지고,
    상기 푸셔의 가압에 의한 상기 탄성 부재의 탄성 변형을 통해 상기 복수의 도전성 프로브들과 전기적으로 연결되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 상기 지지부보다 낮게 형성되고, 상기 반도체 소자의 비검사용 돌출 부품을 수용하기 위한 리세스(recess)를 더 포함하는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 실리콘, 러버 또는 우레탄으로 형성되고,
    상기 지지 플레이트에 본딩, 융착 또는 인서트 사출 공정을 통해 고정되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 푸셔는 적어도 하나의 가압 부재를 통해, 상기 커버 플레이트의 저면보다 낮게 형성된 수용홈으로부터 장착 방향으로 가압받도록 단속되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 커버 플레이트는 상기 적어도 하나의 래치 부재의 후크(hook) 형상의 단부가 상기 가이드 플레이트의 대응 위치에 형성된 걸림턱에 걸림으로서 상기 가이드 플레이트에 선택적으로 고정되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 소켓 장치의 상기 복수의 도전성 패드들은 테스트 설비의 테스트용 도전성 패드에 전기적으로 연결되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  12. 반도체 소자 테스트용 소켓 장치에 있어서,
    상면에 제1피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브들 및 상기 상면과 반대 방향을 향하는 저면에서 상기 복수의 도전성 프로브들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 제1피치와 다른 제2피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패드들을 포함하는 피치 변환 기판;
    상기 피치 변환 기판에서 상기 복수의 도전성 프로브들 근처에 배치되고, 상기 복수의 도전성 프로브들 보다 높게 형성된 지지부를 통해 상기 반도체 소자를 지지하는 완충 부재;
    상기 피치 변환 기판의 상면과 결합되고, 상기 반도체 소자를 수용하는 오프닝을 포함하는 커버 플레이트; 및
    상기 커버 플레이트에 회전 가능하게 배치되고, 적어도 하나의 가압 부재를 통해 상기 오프닝을 폐쇄하려는 방향으로 가압하는 적어도 하나의 회전 커버를 포함하고,
    상기 커버 플레이트를 위에서 바라볼 때, 상기 복수의 도전성 프로브들 및 상기 완충 부재의 적어도 일부는 상기 오프닝과 중첩되는 위치에 배치되고,
    상기 오프닝에 수용된 반도체 소자는 상기 적어도 하나의 회전 커버가 상기 오프닝을 폐쇄하려는 가압력에 의해 상기 복수의 프로브들과 전기적으로 연결되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
  13. 반도체 소자 테스트용 소켓 장치에 있어서,
    상면에 제1피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 프로브들 및 상기 상면과 반대 방향을 향하는 저면에서 상기 복수의 도전성 프로브들 각각과 전기적으로 연결되고, 상기 제1피치와 다른 제2피치의 간격으로 배치되는 복수의 도전성 패드들을 포함하는 피치 변환 기판;
    상기 피치 변환 기판에서 상기 복수의 도전성 프로브들 근처에 배치되되, 상기 피치 변환 기판에 고정되는 지지 플레이트 및 상기 지지 플레이트에 고정되는 탄성 부재를 포함하는 완충 부재;
    상기 피치 변환 기판의 상면과 결합되고, 상기 반도체 소자를 수용하는 오프닝을 포함하는 가이드 플레이트; 및
    상기 가이드 플레이트의 상면과 선택적으로 결합되는 커버 플레이트를 포함하고,
    상기 탄성 부재는, 상기 복수의 도전성 프로브들 보다 높게 형성됨으로써 상기 반도체 소자를 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 가이드 플레이트를 위에서 바라볼 때, 상기 복수의 도전성 프로브들 및 상기 완충 부재의 적어도 일부는 상기 오프닝과 중첩되는 위치에 배치되고,
    상기 커버 플레이트는 적어도 하나의 스크류를 통해 상기 가이드 플레이트에 고정되며,
    상기 오프닝에 수용된 반도체 소자는 상기 커버 플레이트가 상기 가이드 플레이트에 스크류를 통해 체결되는 체결력에 의해 상기 복수의 프로브들과 전기적으로 연결되는 반도체 소자 테스트용 소켓 장치.
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