KR102192759B1 - Key 스위치를 포함하는 SSD 메모리 테스트 소켓 - Google Patents

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KR102192759B1
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test socket
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pcb
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전진국
박성규
함종욱
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주식회사 오킨스전자
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Abstract

본 발명의 테스트 소켓은, 폭 방향 중심에 반도체 기기의 접속 단자가 삽입되는 인서트 홈이 구비되고, 상기 인서트 홈을 중심으로 양측으로 분리되며, 상기 양측에는 길이 방향으로 다수의 제1 및 제2슬롯이 일정한 간격으로 형성되는 블록, 상기 제1 및 제2슬롯에 각각 설치되는 한 쌍의 제1 및 제2리드, 및 상기 제1 및 제2리드 중 적어도 어느 하나에 대하여 선택적으로 압력을 행사하여, 선택된 리드가 대기 혹은 정렬 상태로 변경되는 Key 스위치를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, Key 스위치를 통해서 리드 핀의 손상을 방지할 수 있다.

Description

Key 스위치를 포함하는 SSD 메모리 테스트 소켓 {Device for SSD memory test socket having Key switch}
본 발명은, Key 스위치를 포함하는 SSD 메모리 테스트 소켓에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 SSD 적용 인터페이스를 확장 슬롯에 삽입하여 전기적 검사를 수행함에 있어서, M Key 용도로 개발되는 NVMe 인터페이스 SSD 메모리 테스트 소켓을 M Key & B Key 하이브리드 형태의 SATA 인터페이스 SSD 메모리에도 공용으로 사용되는 테스트 소켓에 관한 것이고, 특히 B Key로 인하여 SSD 메모리 로딩 시 발생되는 리드의 변형을 방지하는 Key 스위치를 포함하는 테스트 소켓 및 테스트 방법에 관한 것이다.
최근에는 반도체 기술의 발전에 따라 플래시 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리를 사용하는 SSD(Solid State Drive)가 차세대 데이터 저장 장치로서 주목을 받고 있다.
이러한 SSD는 제조된 후 그 전기적 특성을 테스트하게 되는데, 이러한 SSD의 전기적 특성 테스트를 위해서는 SSD와 테스트 보드 사이의 전기적 접속이 안정적으로 이루어져야 하며, 이를 위해 SSD 테스트용 소켓이 사용된다.
이러한 SSD는 소정의 전기 접속 단자를 갖고, SSD 테스트 소켓 내부의 와이어 스틱 형태의 리드 핀과 접촉함으로써 전기적 검사를 수행할 수 있다. 이때, 접속 단자와 리드 핀이 상호 접촉할 때 억지 끼움 방식으로 결합되며, 접속 단자와 리드 핀이 상호 어긋난 상태로 접촉하거나 기계적 충격을 받게 되면 접속 단자와 리드 핀이 마모되거나 파손될 염려가 있다.
한편, SSD는 성능에 따라 PCIe, SAS, SATA 등의 인터페이스를 통해 데이터 통신을 수행할 수 있다. 적용 인터페이스에 따라 Key 홈의 형태와 위치가 달라질 수 있다. 특정 적용 인터페이스에서 Key 홈에 별도의 스토퍼가 대응하지 않는 경우가 있다. 이때, Key 홈은 어떠한 접속 단자와도 접촉하지 않는 캐비티 형태로 제공된다. 통상 Key 홈은 2개 내지 3개 정도의 접속 단자와 대응되는 크기로 캐비티를 형성하는데, 좌우 정렬에도 불구하고 일부 리드 핀이 SSD 패널 정면에 반만 걸치거나 캐비티 측벽과 맞닿는 경우가 있다.
이때, SSD 패널의 좌우 유격에 따라 일부 리드 핀이 캐비티 측벽과 충돌할 수 있다. 와이어 형태의 리드 핀은 캐비티 측벽과 충돌 시 쉽게 마모되거나 변형된다. 전기적 검사를 수행하기 위하여, 소켓에 SSD 패널을 로딩 및 언로딩을 반복하면 그 변형의 정도가 심하여 정작 해당 영역에 접속 단자 핀이 삽입되는 경우 리드 핀은 접속 수단으로 기능을 수행할 수 없게 된다.
KR 공개특허 10-2018-0046233
따라서 본 발명의 목적은 SSD 메모리에서 다양한 Key 홈 형태의 적용 인터페이스에 공용 사용에도 불구하고 소켓이 리드 핀이 보호되는 SSD 메모리 테스트 소켓를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 Key 홈의 형태에 따라 선택적으로 스위칭을 통해 리드 핀을 대기 상태와 동작 상태로 적절히 전환하는 SSD 메모리 테스트 소켓를 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 폭 방향 중심에 반도체 기기의 접속 단자가 삽입되는 인서트 홈이 구비되고, 상기 인서트 홈을 중심으로 양측으로 분리되며, 상기 양측에는 길이 방향으로 다수의 제1 및 제2슬롯이 일정한 간격으로 형성되는 블록, 상기 제1 및 제2슬롯에 각각 설치되는 한 쌍의 제1 및 제2리드, 및 상기 제1 및 제2리드 중 적어도 어느 하나에 대하여 선택적으로 압력을 행사하여, 선택된 리드가 대기 혹은 정렬 상태로 변경되는 Key 스위치를 포함한다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, SSD 메모리의 인터페이스 형태에 상관없이 단일 규격의 테스트 소켓을 사용함으로써, 메모리의 전기적 검사를 효과적으로 수행하고, 적용 인터페이스 형태에 따라 소켓을 교환할 이유가 없기 때문에 경제적이다.
둘째, SSD 메모리의 인터페이스 적용에 따라 접속 단자와 콘택되는 리드 핀을 정렬 혹은 대기 상태로 전환할 수 있어서, 검사의 수율이 개선된다.
도 1은 본 발명에 의한 SSD 메모리의 결합 후 테스트 소켓의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 SSD 메모리의 결합 전 테스트 소켓의 구성을 나타내는 사시도.
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 분해 사시도 및 종 단면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 Key 스위치의 동작 관계를 설명하기 위한 블록의 부분 확대 횡 단면도, 부분 확대 사시도, 및 평면도.
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 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 Key 스위치를 사용하는 테스트 소켓의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 M Key 및 B Key 공용 사용 가능한 테스트 소켓에 관한 것이다. 상기한 소켓에 M Key 적용 인터페이스를 사용하는 경우에는 별다른 문제가 없다. B Key 적용 인터페이스를 사용하는 경우에는 B Key에 대응되는 소켓의 리드 핀이 동작하지 않기 때문에 검사를 수행하는데 는 문제가 없지만, 메모리를 반복적으로 로딩하면서 B Key와 해당 리드 핀 사이에 기계적 충돌이 발생할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 테스트 소켓(100)은, 반도체 기기의 전기적 신호를 측정하기 위한 것이다. 여기서 반도체 기기는 특별히 제한되지는 않으나, 메모리 모듈, 카메라 모듈, 기타 반도체 장치 등을 포함한다. 다만, 여기서는 설명의 편의를 위하여, SSD(Solid State Drive) 메모리 모듈을 예로 들어 설명한다.
상기 SSD 메모리는 컴퓨터에 사용되는 하드디스크나 이동 단말기에 사용되는 미니(mini) 하드디스크를 대체하기 위해 사용될 수 있다. 상기 SSD는 플래쉬(flash) 메모리와 같은 소자가 적용되어 프로그램의 실행속도가 빠르고, 부팅 디스크로 사용 시 하드디스크에 비해 부팅시간이 단축되는 장점이 있다.
상기 SSD 메모리(100)는 PCB 패널(12), PCB 패널 상에 실장되는 복수의 플래쉬 메모리, 제어기, 입출력 제어기 및 접속 단자로 구성된다. 상기 제어기는 SSD를 전반적으로 제어하며, 상기 입출력 제어기는 접속 단자를 통해 입출력되는 데이터의 입출력을 제어하며, 상기 복수의 메모리는 상기 제어기의 제어에 따라 상기 입출력 제어기에서 입력되는 데이터를 저장하고, 출력할 데이터를 상기 입출력 제어기로 출력한다.
본 발명의 실시예에서, 접속 단자는 컴퓨터나 이동통신 단말기의 입출력 단자에 연결되도록, 금속편으로 구성되는 복수의 에지 커넥터(14)를 포함한다.
또한, 에지 커넥터(14)가 구비되는 PCB(12)의 에지에는 2곳에 Key 홈이 제공되고, 상기 Key 홈들에는 에지 커넥터가 생략되며, 캐비티(cavity)가 형성된다. 상기 Key 홈들은 일측의 M Key 홈과 타측의 B Key 홈을 포함할 수 있다.
상기 Key 홈들에 의하여, 제1와이드(14a)(예: 5 pin 와이드), 제2와이드(14b)(예: n pin 와이드), 및 제3와이드(14c)(예: 6 pin 와이드)로 구획될 수 있다. 가령, 제1와이드(14a)에는 5개의 SATA 인터페이스 금속편이 구비되고, 제2와이드(14b)에는 n개 SATA 인터페이스 금속편이 구비되며, 제3와이드(14c)에는 6개의 SATA 인터페이스 금속편이 구비될 수 있다. 양측에는 모따기가 구비되어 삽입이 용이하다.
즉, SATA SSD 메모리(10)는, M Key와 B Key 하이브리드 에지 커넥터를 포함함으로써, PCB 패널(12) 일측으로부터 시작해서 제1와이드(14a), M Key 홈, 제2와이드(14b), B Key 홈, 및 제3와이드(14c)가 차례로 제공될 수 있다.
다른 한편, NVMe SSD 메모리(10)는, M Key 홈만을 구비하고 있다.
SSD 메모리(10)의 조립이 완료되면 본 발명에 의한 테스트 소켓(100)을 이용하여 번인(burn in) 테스트나 전기적인 테스트를 실시하게 된다. SSD 메모리(10)는 전술한 테스트를 위하여, 케이스(도시되지 않음)에 조립되지 않은 베어 상태에서, SSD 메모리(10)를 수작업으로 테스트 소켓(100)에 삽입 및 제거하여 SSD의 테스트를 실시한다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 테스트 소켓(100)은, 블록(110), 및 한 쌍의 제1 및 제2리드(122, 124)를 포함한다. 블록(110)에는 폭 방향 중심에 SSD 메모리(10)의 접속 단자가 삽입되는 인서트 홈(102)이 구비되고, 인서트 홈(102)을 중심으로 양측으로 분리되며, 양측에는 길이 방향으로 다수의 제1 및 제2슬롯(112, 114)이 일정한 간격으로 형성된다. 상기 각 제1 및 제2슬롯(112, 114)에는 한 쌍의 제1 및 제2리드(122, 124)가 설치된다.
도면에는 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 테스트 소켓(100)은 SSD 메모리(10)의 삽입을 도와주는 가이드, SSD 메모리(10)의 삽입 후 제거를 도와주는 래치 등을 더 포함할 수 있다. 블록(110)은 테스트 보드(도시되지 않음)와 체결되기 위하여, 체결 수단(도면부호 없음)이 통과하는 체결 홀(도면부호 없음)이 더 구비될 수 있다.
제1 및 제2리드(122, 124)는 다양한 형상의 와이어 스틱의 형태로 제공되고, 전기 전도성이 우수한 구리(Cu), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 혹은 그 합금을 이용하여 성형되며, 그 표면에 금(Au) 및/혹은 니켈(Ni)이 도금 처리될 수 있다.
한 쌍의 제1 및 제2리드(122, 124)는 좌우 합동일 수 있다. 대체로 SSD 메모리(10)의 접속 단자와 콘택을 형성하기 위하여 상부로 연장되는 제1접속팁(a), 제1접속팁(a)을 지지하는 바디(b), 및 테스트 보드의 접속 단자(도시되지 않음)와 콘택을 형성하기 위하여 바디(b)의 하부로 연장되는 제2접속팁(c)을 포함할 수 있다. 혹은 결합되는 상기 테스트 보드의 위치 및 형태에 따라 한 쌍의 제1 및 제2리드(122, 124)는 좌우 비대칭일 수 있다.
M Key 홈에 대응되는 인서트 홈(102)에는 M Key 스토퍼(104)가 구비된다. 그러나 B Key 홈에 대응되는 인서트 홈(102)에는 별도의 B Key 스토퍼가 마련되어 있지 않다. 따라서 제2와이드(14b) 및 제3와이드(14c)는 별다른 제한없이 인서트 홈(102)에 삽입되며, 스토퍼가 구비되어 있지 않기 때문에, 좌우 방향에서 다소 유격이 존재한다.
한편, 블록(110)에는 인서트 홈(112)의 폭 방향으로 제1 및 제2슬롯(112, 114)이 (일대일로 대응되거나 상호 엇갈리게) 서로 마주보고 있으며, 상기 슬롯들에는 좌우 한 쌍의 제1 및 제2리드(122, 124)가 탑재된다. 상기 좌우 한 쌍의 제1 및 제2리드(122, 124)는 SSD 메모리(10)의 에지 커넥터(14)와 각각 대응되어 접속된다.
그러나, SATA SSD 메모리(10)의 M Key 홈과 B Key 홈은 캐비티 상태로 있기 때문에, 이 부분에는 SSD 메모리의 접속 단자가 존재하지 않는다. 특히 M Key 홈은 이와 대응되는 스토퍼(104)가 있으나, B Key 홈은 그마저도 없다.
이로 인하여 B Key 홈에는 좌우 유격이 존재하고, B Key 홈과 대응되는 제1리드(122) 중 가장 외측에 위치하는 리드(122t)의 제1접속팁(a)은 캐비티 측벽과 접촉하게 되고, 유격이 심하면 캐비티 측벽과 충돌하여 제1접속팁(a)의 변형이 초래될 수 있다. 제2리드(124)의 경우에도 마찬가지다.
이를 위하여, 도 5 내지 도 7을 참조하면 본 발명의 실시예에서는, B Key 홈과 대응되는 리드(122t)에 대하여 B Key 홈의 존재 여부에 따라 온(대기)/오프(동작) 될 수 있도록 설계하고 있다.
가령, B Key 홈이 존재하지 않는 경우(가령, NVMe SSD 메모리)에는, 별다른 문제가 없기 때문에, SSD의 에지 커넥터(14)와 접촉되도록 본래 위치로 정렬된다. 즉, 해당 리드(122t)는 다른 리드들(122)과 마찬가지로 일렬로 정렬된다. 그러나, B Key 홈이 존재하는 경우(가령, SATA SSD 메모리)에는, 전술한 캐비티 측벽과의 충돌을 방지하기 위하여 해당 리드(122t)는 후방에 대기하도록 한다.
Key 스위치(200)는, 하부에 코일 스프링(202)이 장착되어 상방으로 탄성 지지되는 액츄에이터(210), 액츄에이터(210)의 일측(가령, 센터)에 설치되어 SSD 메모리의 PCB와 접촉하여 하강하는 트리거(220), 액츄에이터의 타측(전방 및/또는 후방)에 설치되는 스틱(230)을 포함한다.
스틱(230)은 이니셜 상태에서 충돌 방지를 위하여 해당 리드(122t) 및/또는 제2리드(124t)에 대하여 후방으로 압력을 제공하다가 하강 동작 시 상기 압력을 해제한다. 스틱(230)은 제1접속편(a)과의 원활한 접촉을 위하여 일부 테이퍼(taper) 형태를 가질 수 있다.
액츄에이터(210)의 하부에는 코일 스프링(202)이 수용됨으로써 액츄에이터(210)가 상방으로 탄성 지지되고, 액츄에이터(210)가 코일 스프링(202)에 의하여 이탈되는 것을 방지하기 위하여 액츄에이터(210)의 하부에는 이탈 방지 후크(도면부호 없음)가 더 설치될 수 있다.
이때, 해당 리드(122t, 124t)와 대응되는 블록(110)의 위치에는 스틱 안착홈(112)이 더 구비될 수 있다.
즉, 이니셜 상태에서는, 충돌 방지를 위하여, 해당 리드(122t)가 인서트 홈(102)의 후방에서 대기하고, 동작 상태에서는, 해당 리드가 인서트 홈(102)으로 복귀하여 에지 커넥터와 콘택을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 테스트 방법을 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 테스트 소켓(100)은 SSD 메모리와 메인 보드 사이에서 데이터 전송을 수행하는 NVMe 인터페이스의 M Key 홈과, SATA 인터페이스의 M & B Key 홈들 모두에 공용으로 사용되어 상기 SSD 메모리의 전기적 검사를 수행한다.
SATA 인터페이스를 구비하는 SSD 메모리(10)의 PCB 패널(12)에 B Key 홈이 존재하는 경우에는, SSD 메모리(10)와 충돌을 방지하기 위하여 해당 리드는 후방에 위치하여 대기한다. 이때, PCB 패널(12)에는 캐비티가 존재하고, 캐비티로 인하여 Key 스위치(200)는 동작하지 못한다. 즉, 대기 단계에서, 스틱(230)의 간섭에 의하여 해당 리드(122t, 124t)가 인서트 홈(102)의 반대 방향으로 압력을 받기 때문에, PCB 패널(12)과 접촉되지 않으며, 캐비티에 의한 손상을 방지한다.
NVMe 인터페이스를 구비하는 SSD 메모리(10)의 PCB 패널(12)에 B Key 홈이 존재하지 않는 경우에는, SSD 메모리(10)의 에지 커넥터(14)와 접촉되도록 본래 위치로 이동하여 정렬한다. 이때, PCB 패널(12)은 Key 스위치(200)의 트리거(210)를 눌러 코일 스프링(202)의 탄성을 이기고 스틱(230)을 동작시킨다. 즉, 정렬 단계에서, 스틱(230)의 간섭이 배제되어 해당 리드(122t, 124t)가 본래 위치로 복원되고 PCB 패널(12)과 접촉하여 전기적 검사를 수행할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 SSD 메모리의 다양한 적용 인터페이스에도 불구하고 공용 사용 가능한 테스트 소켓에 있어서, M Key 용도의 NVMe 인터페이스 SSD 메모리를 공용 테스트 소켓에 삽입하여 검사를 수행하는데 는 별다른 문제가 없지만, M Key & B Key 하이브리드 용도의 SATA 인터페이스 SSD 메모리를 상기한 공용 테스트 소켓에 삽입하여 사용하면 검사를 수행함에 있어서, B Key 홈과 소켓의 리드 핀 사이에 간섭으로 핀의 변형이 발생하는 문제점을 해결하기 위하여, B Key 스위치를 더 포함하는 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 102: 인서트 홈
110: 블록 122, 124: 리드
200: Key 스위치 210: 액츄에이터
220: 트리거 230: 스틱

Claims (7)

  1. 폭 방향 중심에 반도체 기기의 접속 단자가 삽입되는 인서트 홈이 구비되고, 상기 인서트 홈을 중심으로 양측으로 분리되며, 상기 양측에는 길이 방향으로 다수의 제1 및 제2슬롯이 일정한 간격으로 형성되는 블록;
    상기 제1 및 제2슬롯에 각각 설치되는 한 쌍의 제1 및 제2리드; 및
    상기 제1 및 제2리드 중 적어도 어느 하나에 대하여 선택적으로 압력을 행사하여, 선택된 리드가 대기 혹은 정렬 상태로 변경되는 Key 스위치를 포함하고,
    상기 Key 스위치는,
    코일 스프링에 의하여 상방으로 탄성 지지되는 액츄에이터,
    상기 액츄에이터의 일측에 설치되고, 상기 반도체 기기의 PCB와 접촉하여 하강하는 트리거, 및
    상기 액츄에이터의 타측에 설치되고, 상기 트리거의 하강에 따라 하강하는 스틱을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인서트 홈은, M Key 홈에 대응되는 M Key 스토퍼를 포함하고, B Key 홈에 대응되는 B Key 스토퍼를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반도체 기기는, SSD 메모리를 포함하고,
    상기 SSD 메모리는 PCB, 상기 PCB 단부에서 외부 기기의 입출력 단자와 연결되는 에지 커넥터를 포함하고,
    상기 에지 커넥터는, 상기 입출력 단자와 연결되는 복수의 금속편, 및 상기 금속편 사이에 형성되고, 적용 인터페이스에 따라 상기 M Key 홈 및/또는 상기 B Key 홈을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에지 커넥터는, 5개의 SATA 인터페이스 금속편으로 구성되는 제1와이드, M Key 홈, n개의 SATA 인터페이스 금속편으로 구성되는 제2와이드, B Key 홈, 및 6개의 SATA 인터페이스 금속편으로 구성되는 제3와이드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리드는 대칭 혹은 비대칭이며, 상기 반도체 기기의 접속 단자와 콘택을 형성하기 위하여 상부로 연장되는 제1접속팁, 상기 제1접속팁을 지지하는 바디, 및 테스트 보드의 접속 단자와 콘택을 형성하기 위하여 상기 바디의 하부로 연장되는 제2접속팁을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리드는 상기 스틱에 의하여 상기 인서트 홈의 반대측으로 가압됨으로써, 상기 PCB와 비접촉 상태에 있고,
    상기 트리거가 하강 하면, 상기 제1 및 제2리드는 상기 스틱에 의하여 간섭을 받지 않기 때문에, 상기 PCB와 접촉 상태에 있는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
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