KR102221578B1

KR102221578B1 - 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈

Info

Publication number: KR102221578B1
Application number: KR1020190139240A
Authority: KR
Inventors: 문해중; 이은주; 정주연; 김장중
Original assignee: 주식회사 이노글로벌
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2021-03-03

Abstract

본 발명은 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈에 관한 것으로, 절연성 재질의 제1 절연 본체와, 상기 제1 절연 본체에 상호 이격되게 형성되어 각각 상하 방향으로 도전 라인을 형성하는 복수의 제1 도전 패턴을 포함하는 제1 소켓 모듈과, 절연성 재질의 제2 절연 본체와, 각각 상하 방향으로 도전 라인을 형성하는 복수의 제2 도전 패턴을 포함하고, 상기 제1 소켓 모듈의 상부에 안착될 때 상호 대응하는 위치의 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴이 접촉되어 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴이 전기적으로 연결되는 제2 소켓 모듈을 포함하고; 각각의 상기 제1 도전 패턴은 상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출되어 상기 제2 도전 패턴과 접촉되는 상부 접촉부를 포함하며; 상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출된 상기 상부 접촉부에 의해 상기 제1 절연 본체와 상기 제2 절연 본체 사이에 빈 공간에 형성되며, 상호 접촉되는 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴은 상호 접착되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 미세피치의 구현이 가능한 PCR 타입의 테스트 소켓에 적용되면서도, 제1 소켓 모듈과 제2 소켓 모듈의 사이에 빈 공간이 형성되어 반도체 소자와 같은 상부 디바이스가 하부 방향으로 누를 때 이를 저지하는 포스(Force)를 줄일 수 있다.

Description

공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈{BI-DIRECTIONAL ELECTRICALLY CONDUCTIVE MODULE WITH AIR LAYER}

본 발명은 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반복적인 테스트 과정에서 적은 압력에서도 안정적인 테스트가 가능한 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈에 관한 것이다.

반도체 소자와 같은 디바이스(이하, '반도체 소자'라 함)는 제조 과정을 거친 후 전기적 성능의 불량 여부를 판단하기 위한 검사를 수행하게 된다. 반도체 소자의 양불 검사는 반도체 소자의 단자와 전기적으로 접촉될 수 있도록 형성된 테스트 소켓(또는 콘텍터 또는 커넥터)을 반도체 소자와 검사회로기판 사이에 삽입한 상태에서 검사가 수행된다. 그리고, 테스트 소켓은 반도체 소자의 최종 양불 검사 외에도 반도체 소자의 제조 과정 중 번-인(Burn-In) 테스트 과정에서도 사용되고 있다.

반도체 소자의 집적화 기술의 발달과 소형화 추세에 따라 반도체 소자의 단자 즉, 리드의 크기 및 피치도 미세화되는 추세이고, 그에 따라 테스트 소켓의 도전 패턴 상호간의 간격도 미세하게 형성하는 방법이 요구되고 있다. 따라서, 기존의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 테스트 소켓으로는 집적화되는 반도체 소자를 테스트하기 위한 테스트 소켓을 제작하는데 한계가 있었다.

이와 같은 반도체 소자의 집적화에 부합하도록 제안된 기술이, 탄성 재질의 실리콘 소재로 제작되는 실리콘 본체 상에 수직 방향으로 타공 패턴을 형성한 후, 타공된 패턴 내부에 도전성 분말을 충진하여 도전 패턴을 형성하는 PCR 소켓 타입(또는 러버 타입, 이하 동일)이 널리 사용되고 있다.

도 1은 PCR 소켓 타입의 종래의 반도체 테스트 장치(1)의 단면을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 반도체 테스트 장치(1)는 지지 플레이트(30) 및 PCR 소켓 타입의 테스트 소켓(10)을 포함한다.

지지 플레이트(30)는 테스트 소켓(10)이 반도체 소자(3) 및 검사회로기판(5) 사이에서 위치할 때 테스트 소켓(10)을 지지한다. 여기서, 지지 플레이트(30)의 중앙에는 진퇴 가이드용 메인 관통홀(미도시)이 형성되어 있고, 메인 관통홀을 형성하는 가장자리를 따라 가장자리로부터 이격되는 위치에 결합용 관통홀이 상호 이격되게 형성된다. 그리고, 테스트 소켓(10)은 지지 플레이트(30)의 상면 및 하면에 접합되는 주변 지지부(50)에 의해 지지 플레이트(30)에 고정된다.

PCR 소켓 타입의 테스트 소켓(10)은 절연성의 실리콘 본체에 타공 패턴이 형성되고, 해당 타공 패턴 내에 충진되는 도전성 파우더(11)에 의해 상하 방향으로 도전 패턴들이 형성된다.

한편, 반도체 소자의 단자, 즉 패키지 볼의 수가 점점 증가하여 많게는 한 패키지에 2만 핀까지 제조되고 있다. 이러한 이유는 한 패키지 내에 여러 종류의 패키지를 넣고 하나의 칩과 같이 간편하게 동작시키기 위해서이다. 이와 같은 패키지를 테스트하기 위해서는 2만개의 도전 패턴이 있는 테스트 소켓이 제작되어야 한다.

그런데, 2만개의 도전 패턴을 가지는 테스트 소켓을 이용하여 반도체 소자를 테스트하는 과정에서는 반도체 소자가 테스트 소켓을 가압하는 힘이 필요한데, 하나의 도전 패턴에 가해져야하는 힘이 20g이면 산술적으로 20만개의 도전 패턴을 갖는 테스트 소켓에는 40만g의 힘으로 반도체 소자가 테스트 소켓을 가압하여야 한다.

상기와 같은 상황으로 인해, 테스트 소켓의 제조사에서는 테스트 소켓의 포스(Force)을 줄이기 위한 연구가 지속되고 있으나, 실리콘 재질을 본체로 사용하는 기존의 테스트 소켓의 경우 도전 패턴을 실리콘이 감싸고 있어 포스(Force)을 줄이는데 한계가 있었다. 이는 실리콘 재질의 본체의 포스(Force)을 약한 재질로 사용하게 되면 반발력이나 복원력이 약해져 본체가 눌린 상태에서 복원되지 않아 테스트 소켓의 수명에 악영향을 미치게 되고, 반대로 포스(Force)를 강하게 하면 반도체 소자가 큰 힘으로 테스트 소켓을 눌려야 하기 때문에 자칫 반도체 소자의 손상이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 실리콘 본체와 도전성 파우더로 구성된 도전 패턴을 갖는 PCR 타입의 테스트 소켓을 제조하면서도 기존의 테스트 소켓보다 포스(Force)를 줄일 수 있는 테스트 소켓의 수요가 요구되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 반복적인 테스트 과정에서 적은 압력에서도 안정적인 테스트가 가능한 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈에 있어서, 절연성 재질의 제1 절연 본체와, 상기 제1 절연 본체에 상호 이격되게 형성되어 각각 상하 방향으로 도전 라인을 형성하는 복수의 제1 도전 패턴을 포함하는 제1 소켓 모듈과, 절연성 재질의 제2 절연 본체와, 각각 상하 방향으로 도전 라인을 형성하는 복수의 제2 도전 패턴을 포함하고, 상기 제1 소켓 모듈의 상부에 안착될 때 상호 대응하는 위치의 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴이 접촉되어 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴이 전기적으로 연결되는 제2 소켓 모듈을 포함하고; 각각의 상기 제1 도전 패턴은 상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출되어 상기 제2 도전 패턴과 접촉되는 상부 접촉부를 포함하며; 상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출된 상기 상부 접촉부에 의해 상기 제1 절연 본체와 상기 제2 절연 본체 사이에 빈 공간에 형성되며, 상호 접촉되는 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴은 상호 접착되는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 제1 절연 본체에는 상하 방향으로 관통된 복수의 제1 관통홀이 형성되고; 각각의 상기 제1 도전 패턴은 상기 제1 관통홀 내부에 도전성을 갖는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질이 경화되어 형성된 내측 도전부를 더 포함하며; 상기 상부 접촉부는 상기 내측 도전부의 상부에 형성되어 상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출될 수 있다.

또한, 상기 상부 접촉부의 직경은 상기 내측 도전부의 직경보다 작게 마련되어, 상기 제2 소켓 모듈에 의해 하부 방향으로 가압될 때 상기 상부 접촉부가 상기 내측 도전부 내부로 밀려 들어갈 수 있다.

그리고, 상기 내측 도전부의 하부에 형성되어 상기 제1 절연 본체 하부 방향으로 돌출되는 하부 접촉부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 하부 접촉부의 직경은 상기 내측 도전부의 직경보다 작게 마련되어, 상기 제2 소켓 모듈에 의해 상기 제1 소켓 모듈이 하부 방향으로 가압될 때 상기 하부 접촉부가 상기 내측 도전부 내부로 밀려 들어갈 수 있다.

그리고, 상기 상부 접촉부 및 상기 하부 접촉부는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질이 경화되어 형성될 수 있다.

그리고, 상기 내측 도전부를 감싸도록 상기 제1 절연 본체의 내부에 마련되는 탄성 스프링을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제2 절연 본체에는 상하 방향으로 관통된 복수의 제2 관통홀이 형성되고, 상기 제2 도전 패턴은 각각의 상기 제2 관통홀 내부에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 소켓 모듈은 각각의 상기 제2 관통홀의 내측 표면과 상기 제2 도전 패턴의 둘레 사이에 개제되어 상기 제2 도전 패턴이 상기 제2 관통홀의 내부에 위치하도록 지지하는 지지링을 더 포함하며; 상기 지지링은 탄성을 갖는 절연성 재질로 마련되어, 상기 제2 도전 패턴이 하부 방향으로 가압될 때 상기 제2 도전 패턴의 하부 방향으로의 이동을 탄성적으로 지지할 수 있다.

그리고, 상기 제2 절연 본체는 FR4 필름 또는 PI 필름으로 마련되며; 상기 제2 절연 본체의 두께는 상기 제1 절연 본체의 두께보다 얇게 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1 소켓 모듈은 각각의 상기 상부 접촉부의 외주면을 감싸되, 상기 상부 접촉부의 상부가 상부 방향으로 돌출되도록 상기 상부 접촉부를 감싸는 상부 절연링을 더 포함하며; 상호 인접한 상기 상부 절연링은 상호 이격되어 사이에 공간이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 소켓 모듈은 각각의 상기 하부 접촉부의 외주면을 감싸되, 상기 하부 접촉부의 하부가 하부 방향으로 돌출되도록 상기 하부 접촉부를 감싸는 하부 절연링을 더 포함하며; 상호 인접한 상기 하부 절연링은 상호 이격되어 사이에 공간이 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따르면, 미세피치의 구현이 가능한 PCR 타입의 테스트 소켓을 제공하면서도 제1 소켓 모듈과 제2 소켓 모듈의 사이에 빈 공간이 형성되어 반도체 소자와 같은 상부 디바이스가 하부 방향으로 누를 때 이를 저지하는 포스(Force)를 줄일 수 있는 양방향 도전성 모듈이 제공된다.

도 1은 PCR 소켓 타입의 종래의 반도체 테스트 장치의 단면을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 사시도이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 제2 소켓 모듈의 실시예들을 설명하기 위한 도면이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 단면도이고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈의 제2 소켓 모듈의 다른 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)은 제1 소켓 모듈(110)과 제2 소켓 모듈(130)을 포함한다.

제1 소켓 모듈(110)은 제2 소켓 모듈(130)의 하부에 배치된 상태로, 검사회로기판 측과 전기적으로 연결된다. 여기서, 제1 소켓 모듈(110)은 제1 절연 본체(111) 및 복수의 제1 도전 패턴(112,113,114)을 포함한다.

제1 절연 본체(111)는 절연성 재질로 마련되는데, 탄성을 갖는 실리콘 재질로 마련되는 것을 예로 한다. 여기서, 제1 절연 본체(111)에는 상하 방향으로 관통된 복수의 제1 관통홀(111a, 도 7의 (a) 참조)이 형성되는데, 각각의 제1 도전 패턴(112,113,114)은 각각의 제1 관통홀(111a)에 형성되어 상하 방향으로 복수의 도전 라인을 형성한다.

각각의 제1 도전 패턴(112,113,114)은 상부 접촉부(113)와 내측 도전부(112)를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 제1 도전 패턴(112,113,114)은 하부 접촉부(114)를 더 포함할 수 있다.

상부 접촉부(113)는 제1 소켓 모듈(110)을 향해 상향 돌출되어 제1 소켓 모듈(110)의 후술할 제2 도전 패턴(132)에 각각 접촉된다. 본 발명에서는 상부 접촉부(113)가 내측 도전부(112)로부터 상향 돌출된 상태를 가지며 제2 도전 패턴(132)과 접촉됨으로써, 제2 도전 패턴(132), 상부 접촉부(113) 및 내측 도전부(112)가 상하 방향으로 도전 라인을 형성하게 된다.

내측 도전부(112)는 제1 관통홀(111a) 내부에 형성되는데, 제1 관통홀(111a) 내부에 도전성을 갖는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질이 경화되어 형성된다. 즉, 도전성 파우도와 액상의 실리콘을 혼합한 후 제1 관통홀(111a)에 주입하여 이를 경화시키게 되면 도전성을 갖는 내측 도전부(112)가 형성 가능하게 된다.

본 발명에서는 상부 접촉부(113) 또한 도전성을 갖는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질, 예컨대, 액상의 실리콘을 경화시켜 형성하는 것을 예로 한다. 이 때, 내측 도전부(112)와 상부 접촉부(113)를 형성하기 위한 도전성 파우더와 액상 실리콘의 조성은 서로 상이하게 할 수 있다. 예를 들어 상부 접촉부(113)는 도전성 파우더의 조성을 더 많이 하여 도전성 파우더가 좀 더 조밀하게 배치되도록 할 수 있는데, 이 경우 상부 접촉부(113)의 경도가 내측 도전부(112)보다 크기 형성 가능하게 된다.

또한, 상부 접촉부(113)의 직경이 내측 도전부(112)의 직경보다 작게 마련되는데, 제2 소켓 모듈(130)에 의해 하부 방향으로 상부 접촉부(113)가 가압되면, 직경이 내측 도전부(112)보다 작고, 경도가 내측 도전부(112)보다 큰 상부 접촉부(113)가 내측 도전부(112) 내부로 밀려 들어가는 형태를 가질 수 있는 바, 상세한 설명은 후술한다.

한편, 하부 접촉부(114)는 내측 도전부(112)의 하부에 형성되어 제1 절연 본체(111)의 하부 방향으로 돌출된다. 상부 접촉부(113)와 마찬가지로, 도전성을 갖는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질, 예컨대, 액상의 실리콘을 경화시켜 형성될 수 있다. 그리고, 내측 도전부(112)와 하부 접촉부(114)를 형성하기 위한 도전성 파우더와 액상 실리콘의 조성은 서로 상이하게 할 수 있다. 예를 들어 하부 접촉부(114)는 도전성 파우더의 조성을 더 많이 하여 도전성 파우더가 좀 더 조밀하게 배치되도록 할 수 있는데, 이 경우 하부 접촉부(114)의 경도가 내측 도전부(112)보다 크기 형성 가능하게 된다.

또한, 하부 접촉부(114)의 직경이 내측 도전부(112)의 직경보다 작게 마련되는데, 제1 도전 패턴(112,113,114)이 하부 방향으로 가압될 때 직경이 내측 도전부(112)보다 작고, 경도가 내측 도전부(112)보다 큰 하부 접촉부(114)가 내측 도전부(112) 내부로 밀려 들어가는 형태를 가질 수 있는 바, 상세한 설명은 후술한다.

한편, 제2 소켓 모듈(130)은 제2 절연 본체(131) 및 복수의 제2 도전 패턴(132)을 포함한다.

제2 절연 본체(131)는 절연성 재질로 마련되는데, 본 발명에서는 FR4 필름 또는 PI 필름으로 마련되는 것을 예로 한다. 필름 형태로 제작되는 제2 절연 본체(131)의 두께는 제1 절연 본체(111)의 두께보다 얇게 마련되는데, 제1 절연 본체(111)가 양방향 도전성 모듈(100)의 전체 구조를 형성하고, 제2 절연 본체(131)를 포함하는 제2 소켓 모듈(130)이 제1 소켓 모듈(110)의 상부에 안착된 상태에서 상호 접촉되는 제1 도전 패턴(112,113,114)과 제2 도전 패턴(132)은 상호 접착된다.

제2 절연 본체(131)에는 상하 방향으로 관통된 복수의 제2 관통홀(131a)이 형성되고, 제2 도전 패턴(132)은 각각의 제2 관통홀(131a) 내부에 형성된다.

본 발명에서는 제2 도전 패턴(132)이 도전성을 갖는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질, 예컨대 액상의 실리콘이 경화되어 형성되는 것을 예로 하는데, 그 제조 방법에 대해서는 후술한다.

여기서, 본 발명에 따른 제2 소켓 모듈(130)은 지지링(133)을 더 포함할 수 있다. 지지링(133)은 각각의 제2 관통홀(131a)의 내측 표면과 제2 도전 패턴(132)의 둘레 사이에 개제되어 제2 도전 패턴(132)이 제2 관통홀(131a)의 내부에 위치하도록 지지된다.

그리고, 지지링(133)은 탄성을 갖는 재질로 마련되는데, 본 발명에서는 액상의 실리콘이 경화되어 형성되는 것을 예로 한다. 이를 통해, 제2 도전 패턴(132)이 하부 방향으로 가압될 때 제2 도전 패턴(132)의 하부 방향으로의 이동을 탄성적으로 지지하게 된다. 이러한 지지 구조는 트램펄린(Trampolining)과 유사한 구조로 제2 도전 패턴(132)을 지지하게 된다.

한편, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100a)의 단면도이다. 도 4에 도시된 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100a)은 제1 실시예의 구성에 대응하며, 탄성 스프링(115)을 더 포함한다.

탄성 스프링(115)은 각각의 내측 도전부(112)를 감싸도록 제1 절연 본체(111)의 내부에 마련된다. 그리고, 탄성 스프링(115)은 테스트 과정에서 제2 소켓 모듈(130)이 하부 방향으로 가압될 때 상부 방향으로 복원력을 제공하게 된다.

상기와 같은 구성에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 소켓 모듈(130)이 제1 소켓 모듈(110)의 상부에 안착되면, 제1 소켓 모듈(110)로부터 상부 방향으로 돌출된 상부 접촉부(113)가 제2 소켓 모듈(130)의 제2 도전 패턴(132)과 접촉되는데, 이 때, 제1 소켓 모듈(110)을 향해 상향 돌출된 상부 접촉부(113)에 의해 제1 절연 본체(111)와 제2 절연 본체(131) 사이에 빈 공간이 형성된다.

여기서, 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100,100a)이 반도체 소자의 검사를 위해 적용되면, 반도체 소자의 각 단자 또는 볼이 각각의 제2 도전 패턴(132) 및 제1 도전 패턴(112,113,114)을 하부 방향으로 가압하게 되는데, 이 때 상부 방향으로 작용하는 포스(Force)가 제1 절연 본체(111) 및 제2 절연 본체(131) 사이의 빈 공간에 의해 상부 방향으로 가해지는 포스(Force)가 감소하게 됨으로써, 상대적으로 적은 힘으로 반도체 소자를 가압하게 되어 반도체 소자나 양방향 도전성 모듈(100,100a)의 손상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 반도체 패키지의 핀 수의 증가에 따라 판면 사이즈가 증가하는 추세에서, 양측 가장자리 간의 높이 편차를 보상하기 위해 더 큰 힘으로 반도체 소자를 양방향 도전성 모듈(100,100a) 방향으로 누르게 되는데, 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100,100a)이 테스트 과정에서 상부 방향으로 작용하는 포스(Force)가 감소됨에 따라 상대적으로 적은 힘으로 반도체 소자를 가압하더라도 테스트가 가능하게 되어 반도체 소자의 손상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 제2 실시예에서는 탄성 스프링(115)이 빈 공간에 의해 손실될 수 있는 복원력을 보완하게 된다. 즉, 상부 방향으로 작용하는 포스(Force)는 스프링의 탄성 계수에 의해 큰 영향을 미치지 않지만, 탄성 스프링(115)의 특성상 복원력은 증가시키게 됨으로써, 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100a)의 수명을 증가시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 동작 과정을 설명하면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 반도체 소자가 하강하면, 반도체 소자의 각각의 볼이 제2 도전 패턴(132)에 접촉된다.

반도체 소자의 볼이 제2 도전 패턴(132)을 하부 방향으로 계속 밀게 되면, 도 5의 (b) 및 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 소켓 모듈(110)의 상부 접촉부(113) 및 하부 접촉부(114)가 내측 접촉부에 밀려 들어가는 형태를 갖게 되어, 반도체 소자의 가압을 탄성적으로 지지하게 된다.

도 5에 도시된 동작의 예는 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100)이 극단적으로 하부 방향으로 가압될 때를 가정하여 도시한 것으로 실제 모든 테스트 과정에서 도 5에 도시된 바와 같은 형태로 변형되는 것을 의미하지는 않는다. 또한, 하부 접촉부(114)가 먼저 밀려 들어가고 상부 접촉부(113)가 나중에 밀려 들어가는 과정으로 도시하고 있으나, 그 순서도 이에 국한되지 않고, 함께 또는 반대의 순서로 밀려 들어갈 수 있음은 물론이다.

마찬가지로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상술한 지지링(133)의 구조에 따라 상부 접촉부(113) 및 하부 접촉부(114)가 밀려 들어가기 전에 지지링(133)의 탄성적인 지지가 먼저 또는 나중에 발생할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 양방향 도전성 모듈(100)을 구성하는 각각의 구성 요소들이 상부 방향으로의 가압을 탄성적으로 지지하는데, 그 순서가 전술한 예에 국한되지 않고, 그 순서와 무관하게 본 발명의 기술적 사항에 포함됨은 당연하다.

도 6의 (b)는 반도체 소자의 단자가, 도 6의 (a)에 도시된 BGA(Ball Grid Array) 형태가 아닌 LGA(Land Grid Array) 형태일 때, 제2 소켓 모듈(130a)의 제2 도전 패턴(132)의 상부 표면으로부터 돌출된 돌출 접촉부(134)를 형성한 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 제2 소켓 모듈(130)의 제작 과정을 설명하면, 먼저, 복수의 제2 관통홀(131a)이 형성된 제2 절연 본체(131)를 제2 금형봉(321)이 형성된 제2 금형(320)에 안착시킨다. 이 때, 각각의 제2 금형봉(321)은 제2 관통홀(131a)에 삽입되는데, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 금형봉(321)의 직경은 제2 관통홀(131a)의 내경보다 작게 마련되어 제2 금형봉(321)과 제2 관통홀(131a) 사이에는 공간이 형성된다.

그리고, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 금형봉(321)과 제2 관통홀(131a) 사이에 액상의 실리콘을 주입한 후 경화시키게 되면, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 지지링(133)이 형성되고, 이를 평판의 제3 금형(330)에 안착시킨 후 제2 금형봉(321)의 제거에 따라 형성된 공간에 도전성 파우더를 갖는 액상 실리콘을 주입하여 경화시키게 되면, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 제2 도전 패턴(132), 지지링(133) 및 제2 절연 본체(131)로 구성된 제2 소켓 모듈(130)의 제작이 가능하게 된다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 제1 소켓 모듈(110)의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하여 설명하면, 먼저, 복수의 제1 관통홀(111a)이 형성된 제1 절연 본체(111)를 마련된다. 여기서, 제1 절연 본체(111)는 실리콘 재질로 제작한 후 레이저를 통해 제1 관통홀(111a)을 형성할 수 있다.

또한, 다수의 제1 금형봉(미도시, 이하 동일)이 상향 돌출된 제1 금형(미도시, 이하 동일)에 실리콘을 주입을 주입한 후 경화시켜, 제1 관통홀(111a)이 형성된 제1 절연 본체(111)를 제작할 수 있다. 여기서, 상술한 제2 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 경우, 각각의 제1 금형봉에 탄성 스프링(115)을 삽입하고, 실리콘을 주입한 후 경화시키면, 각각의 제1 관통홀(111a) 주변에 탄성 스프링(115)이 배치된 제1 절연 본체(111)의 제작이 가능하게 된다.

상기와 같이 복수의 제1 관통홀(111a)이 형성된 제1 절연 본체(111)가 마련되면, 각각의 제1 관통홀(111a)에 도전성 파우더를 포함한 액상 실리콘을 주입한 후 경화시키게 되면, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 절연 본체(111)에 내측 도전부(112)가 형성된다.

그리고, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 절연 본체(111)의 상부에 제1 관통홀(111a)보다 작은 내경을 갖는 제1 금형홀(310a)이 형성된 제1 금형 시트(310)를 안착시킨 후, 각각의 제1 금형홀(310a)에 도전성 파우더를 포함한 액상 실리콘을 주입한 후 경화시키게 되면, 내측 도전부(112)의 상부에 상부 접촉부(113)가 형성된다. 여기서, 제1 도전 패턴(112,113,114)의 상부 접촉부(113)를 경화시킬 때 제2 소켓 모듈(130)을 안착시켜 상부 접촉부(113)와 제2 소켓 모듈(130)의 제2 도전 패턴(132)가 접촉된 상태로 경화시키게 되면, 상부 접촉부(113)와 제2 소켓 모듈(130)의 제2 도전 패턴(132)이 접착되는 상태가 된다.

여기서, 동일한 방법으로 하부 접촉부(114)를 형성하게 되면, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같은 제1 소켓 모듈(110)의 제작이 가능하게 된다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100b)의 단면도이다. 도 9에 도시된 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100b)은 제1 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 변형 예로, 상부 절연링(116)을 더 포함한다.

상부 절연링(116)은 각각의 상부 접촉부(113)의 외주면을 감싸도록 형성되는데, 상부 접촉부(113)의 상부가 상부 방향으로 돌출되도록 상부 접촉부(113)의 외부를 감싸게 된다. 이 때, 상호 인접한 상부 절연링(116)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 상호 이격되어 사이에 공간이 형성됨으로써, 전술한 제1 실시예와 동일한 효과를 제공하면서도, 인접한 상부 접촉부(113) 간에 발생할 수 있는 쇼트(short)를 방지할 수 있게 된다.

마찬가지로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100b)은 하부 절연링(117)을 더 포함할 수 있다. 하부 절연링(117)은 각각의 하부 접촉부(114)의 외주면을 감싸도록 형성되는데, 하부 접촉부(114)의 하부가 하부 방향으로 돌출되도록 하부 접촉부(114)의 외부를 감싸게 된다. 이 때, 상호 인접한 하부 절연링(117)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 상호 이격되어 사이에 공간이 형성됨으로써, 전술한 제1 실시예와 동일한 효과를 제공하면서도, 인접한 하부 접촉부(114) 간에 발생할 수 있는 쇼트(short)를 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상부 절연링(116)과 하부 절연링(117)은 도 7의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 상부 접촉부(113)와 하부 접촉부(114)가 형성된 상태에서 상부 접촉부(113)와 하부 접촉부(114)의 직경보다 큰 내경을 갖는 금형홀(미도시)이 형성된 금형 시트(미도시)를 이용하여 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 방법을 통해 제조할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 도전성 모듈(100)의 제2 소켓 모듈(130b)의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 소켓 모듈(130b)의 제2 절연 시트에는 제2 도전 패턴(132)들 사이사이에 상하로 관통된 복수의 동작홀(135)이 형성된다. 여기서, 복수의 동작홀(135)은 제2 절연 시트에 랜덤하게 형성되거나 일정한 규칙을 가지고 형성될 수 있다.

복수의 동작홀(135)은 제2 도전 패턴(132)들 사이사이에 형성되어, 제2 절연 본체(131)의 각각의 제2 도전 패턴(132)들이 상하 방향으로 독립적으로 움직일 수 있는 여유를 제공하게 됨으로써, 각각의 제2 도전 패턴(132)들이 독립적으로 안정적으로 제1 도전 패턴(112,113,114)과 접촉이 가능하게 된다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100, 100a, 100b : 양방향 도전성 모듈
110 : 제1 소켓 모듈 111 : 제1 절연 본체
111a : 제1 관통홀 112 : 내측 도전부
113 : 상부 접촉부 114 : 하부 접촉부
115 : 탄성 스프링
130, 130a, 130b : 제2 소켓 모듈
131 : 제2 절연 본체 131a : 제2 관통홀
132 : 제2 도전 패턴 133 : 지지링
134 : 돌출 접촉부 135 : 동작홀
310 : 제1 금형 시트 310a : 제1 금형홀
320 : 제2 금형 321 : 제2 금형봉
330 : 제3 금형

Claims

공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈에 있어서,
절연성 재질의 제1 절연 본체와, 상기 제1 절연 본체에 상호 이격되게 형성되어 각각 상하 방향으로 도전 라인을 형성하는 복수의 제1 도전 패턴을 포함하는 제1 소켓 모듈과,
절연성 재질의 제2 절연 본체와, 각각 상하 방향으로 도전 라인을 형성하는 복수의 제2 도전 패턴을 포함하고, 상기 제1 소켓 모듈의 상부에 안착될 때 상호 대응하는 위치의 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴이 접촉되어 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴이 전기적으로 연결되는 제2 소켓 모듈을 포함하고;
각각의 상기 제1 도전 패턴은 상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출되어 상기 제2 도전 패턴과 접촉되는 상부 접촉부를 포함하고;
상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출된 상기 상부 접촉부에 의해 상기 제1 절연 본체와 상기 제2 절연 본체 사이에 빈 공간에 형성되고;
상호 접촉되는 상기 제1 도전 패턴과 상기 제2 도전 패턴은 상호 접착되며;
상기 제1 절연 본체에는 상하 방향으로 관통된 복수의 제1 관통홀이 형성되고;
각각의 상기 제1 도전 패턴은 상기 제1 관통홀 내부에 도전성을 갖는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질이 경화되어 형성된 내측 도전부를 더 포함하고;
상기 상부 접촉부는 상기 내측 도전부의 상부에 형성되어 상기 제2 소켓 모듈을 향해 상향 돌출되며,
상기 상부 접촉부의 직경은 상기 내측 도전부의 직경보다 작게 마련되어, 상기 제2 소켓 모듈에 의해 하부 방향으로 가압될 때 상기 상부 접촉부가 상기 내측 도전부 내부로 밀려 들어가는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 내측 도전부의 하부에 형성되어 상기 제1 절연 본체 하부 방향으로 돌출되는 하부 접촉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제4항에 있어서,
상기 하부 접촉부의 직경은 상기 내측 도전부의 직경보다 작게 마련되어, 상기 제2 소켓 모듈에 의해 상기 제1 소켓 모듈이 하부 방향으로 가압될 때 상기 하부 접촉부가 상기 내측 도전부 내부로 밀려 들어가는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제4항에 있어서,
상기 상부 접촉부 및 상기 하부 접촉부는 도전성 파우더를 포함하는 액상 재질이 경화되어 형성되는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제1항에 있어서,
상기 내측 도전부를 감싸도록 상기 제1 절연 본체의 내부에 마련되는 탄성 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 절연 본체에는 상하 방향으로 관통된 복수의 제2 관통홀이 형성되고, 상기 제2 도전 패턴은 각각의 상기 제2 관통홀 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제2 소켓 모듈은 각각의 상기 제2 관통홀의 내측 표면과 상기 제2 도전 패턴의 둘레 사이에 개제되어 상기 제2 도전 패턴이 상기 제2 관통홀의 내부에 위치하도록 지지하는 지지링을 더 포함하며;
상기 지지링은 탄성을 갖는 절연성 재질로 마련되어, 상기 제2 도전 패턴이 하부 방향으로 가압될 때 상기 제2 도전 패턴의 하부 방향으로의 이동을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제2 절연 본체는 FR4 필름 또는 PI 필름으로 마련되며;
상기 제2 절연 본체의 두께는 상기 제1 절연 본체의 두께보다 얇게 마련되는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 소켓 모듈은 각각의 상기 상부 접촉부의 외주면을 감싸되, 상기 상부 접촉부의 상부가 상부 방향으로 돌출되도록 상기 상부 접촉부를 감싸는 상부 절연링을 더 포함하며;
상호 인접한 상기 상부 절연링은 상호 이격되어 사이에 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.
제4항에 있어서,
상기 제1 소켓 모듈은 각각의 상기 하부 접촉부의 외주면을 감싸되, 상기 하부 접촉부의 하부가 하부 방향으로 돌출되도록 상기 하부 접촉부를 감싸는 하부 절연링을 더 포함하며;
상호 인접한 상기 하부 절연링은 상호 이격되어 사이에 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기층이 형성된 양방향 도전성 모듈.