KR102499394B1 - 검사용 푸셔장치 및 전기적 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검사용 푸셔장치 및 전기적 검사장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 하면에 볼형상의 단자가 다수 마련된 피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위한 검사용 푸셔장치에서 있어서, 피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위하여 상하방향으로 이동하는 푸셔몸체로서, 본체부와, 상기 본체부의 하면에서 돌출되어 피검사 디바이스의 상면 가장자리에 접촉하고 내부에 수용공간이 마련된 테두리부를 포함하는 푸셔몸체; 및 상기 푸셔몸체의 수용공간 내에 삽입되고 테두리부와 함께 피검사 디바이스의 상면에 접촉하며, 가장자리가 테두리부와 이격되어 있는 탄성시트를 포함하되, 푸셔몸체가 하강하여 피검사 디바이스를 가압하면 테두리부가 피검사 디바이의 상면 가장자리를 가압함과 동시에서, 본체부 하면과 피검사 디바이스의 상면 사이에 끼여있는 탄성시트는 상하방향으로 압축되고 좌우방향으로 팽창되면서 본체의 가압력을 피검사 디바이스에 전달하는 검사용 푸셔장치 및 전기적 검사장치에 대한 것이다.

Description

검사용 푸셔장치 및 전기적 검사장치{Pusher apparatus for electrical test and electrical test apparatus}
본 발명은 검사용 푸셔장치 및 전기적 검사장치로서, 더욱 상세하게는 피검사 디바이스에 균일한 가압력을 제공할 수 있는 검사용 푸셔장치 및 전기적 검사장치에 대한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스 제조 공정에 의해 제조된 반도체 디바이스는 출하되기 전에 전기적 특성 검사와 기능 검사(function test)와 같은 신뢰성 검사를 거치게 된다. 제조된 반도체 디바이스를 검사 장치로 이송하며, 검사 완료된 반도체 디바이스를 분류하기 위해 이송하는 장비로 핸들러(handler)가 주로 사용되고 있다.
핸들러는 다수의 반도체 디바이스를 검사용 기판측으로 반송하고, 각 반도체 디바이스의 접촉단자를 검사 장치의 검침단자와 전기적으로 연결시켜 검사 공정을 진행한다. 이때, 반도체 디바이스는 검사용 소켓을 통하여 상기 검사 장치와 전기적으로 연결된다. 검사가 완료된 각 반도체 디바이스를 검사용 소켓으로부터 반출하여 검사 결과에 따라서 분류한다. 한편, 상기 검사용 소켓은 반도체 디바이스 중에서 접촉단자로서 도전성 볼을 사용하는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array; BGA) 디바이스 수납용으로 주로 사용된다.
상기 핸들러에서, 피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 누르는 푸셔장치가 사용되게 되는데, 이는 피검사 디바이스의 단자가 검사용 기판의 단자(또는 테스트 소켓의 단자)와 확실하게 접촉되도록 적절한 하중을 가지고 누르도록 구성되어 있다.
푸셔장치를 포함한 전기적 검사장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 검사용 기판(10)와, 상기 검사용 기판(10)의 상부에 설치되는 검사용 소켓(20)과, 피검사 디바이스(40)를 가압하여 피검사 디바이스(40)가 검사용 소켓(20)에 일정한 압력으로 접촉될 수 있게 하는 푸셔장치(30)를 포함한다.
상기 푸셔장치(30)는, 검사용 소켓(20)이 내부에 설치되는 하부하우징(31)과, 상기 하부하우징(31)에 대하여 힌지식으로 개폐되는 커버(32)와, 상기 커버(32)에 회전가능하게 설치된 핸들(34)에 연결된 푸셔몸체(33)를 포함한다.
푸셔몸체(33)는 핸들(34)의 회전에 따라서 상승 또는 하강하게 구성되어 있으며, 피검사 디바이스(40)의 상면 가장자리에 접촉되어 피검사 디바이스(40)에 가압력을 전달하도록 구성된다.
도 2는 피검사 디바이스(40)는 검사용 소켓(20)에 접촉하기 전상태를 개략적으로 도시하고, 도 3은 푸셔몸체(33)가 하강하여 피검사 디바이스(40)를 검사용 소켓(20)에 가압한 상태를 도시한다.
CPU나 GPU와 같은 대면적의 피검사 디바이스(40)에는 내부 회로를 보호하기 위하여 상면에 단차가 형성되어 있으며, 이 단차를 가압하게 되면 파손의 위험이 있어서 푸셔몸체(33)는 피검사 디바이스(40)의 가장자리부분만을 누르도록 설계된 경우가 있다.
이러한 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이 푸셔몸체(33)가 피검사 디바이스(40)의 외곽 가장자리부분만을 누르게 되는 경우에는 피검사 디바이스(40)의 중앙영역은 가압력이 제대로 전달되지 못하기 때문에 피검사 디바이스(40)가 휘어지거나 뒤틀리는 기판 워피지(warpage) 현상이 발생하게 된다.
이와 같이 피검사 디바이스(40)를 푸셔장치(30)가 균일하게 가압하지 못하는 경우에는 피검사 디바이스(40)의 단자에 동일한 가압력을 가해지지 못해 검사의 신뢰성이 크게 저하하게 된다.
도 4 및 도 5는 종래기술에 따른 다른 형태의 푸셔장치(30')로서, 도 4에서 푸셔장치(30')는 푸셔몸체(33')의 하면이 전체적으로 피검사 디바이스(40')를 가압하는 구조를 가진다.
도 5에 도시된 바와 같이 푸셔몸체(33')를 하강시키면 피검사 디바이스(40')에 기판 워피지(warpage) 현상이 발생하지는 않으나, 푸셔몸체(33')의 하면이 전체적으로 균일한 하중으로 피검사 디바이스(40')를 가압하기 어려워서 검사의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다. 그 이유는 푸셔몸체(33')의 하면이 완전하게 평평한 면을 이루기 어렵고, 피검사 디바이스(40')의 단자의 높이도 각각 차이가 나기 때문에 푸셔장치(30')가 피검사 디바이스(40')를 균일하게 가압하기 어렵기 때문이다.
본 개시의 일 실시예는, 피검사 디바이스에 균일한 힘을 부여함으로서 피검사 디바이스의 단자가 검사용 소켓에 균일한 압력을 가지면서 접촉될 수 있게 하는 푸셔장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에서, 푸셔몸체의 테두리부는, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 가압하고, 상기 탄성시트는, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 제외한 중앙영역을 가압하는 푸셔장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에서, 푸셔몸체의 테두리부 내부의 수용공간에 배치된 탄성시트가 가압과정에서 수평방향으로 팽창되면서 피검사 디바이스의 상면을 가압하여 전체적으로 균일한 압력으로 피검사 디바이스의 상면을 가압할 수 있는 푸셔장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예는 전술한 실시예의 푸셔장치를 포함하는 전기적 검사장치를 제공한다.
상술한 기술적 목적을 달성하기 위한 본 발명의 검사용 푸셔장치는, 하면에 볼형상의 단자가 다수 마련된 피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위한 검사용 푸셔장치에서 있어서,
피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위하여 상하방향으로 이동하는 푸셔몸체로서,
본체부와,
상기 본체부의 하면에서 돌출되어 피검사 디바이스의 상면 가장자리에 접촉하고 내부에 수용공간이 마련된 테두리부를 포함하는 푸셔몸체; 및
상기 푸셔몸체의 수용공간 내에 삽입되고 테두리부와 함께 피검사 디바이스의 상면에 접촉하며, 가장자리가 테두리부와 이격되어 있는 탄성시트를 포함하되,
푸셔몸체가 하강하여 피검사 디바이스를 가압하면 테두리부가 피검사 디바이의 상면 가장자리를 가압함과 동시에서,
본체부 하면과 피검사 디바이스의 상면 사이에 끼여있는 탄성시트는 상하방향으로 압축되고 좌우방향으로 팽창되면서 본체의 가압력을 피검사 디바이스에 전달한다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 탄성시트는, 상기 테두리부보다 연질의 소재로 이루어질 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 탄성시트는, 실리콘 고무 시트일 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 푸셔몸체는, 금속소재로 이루어질 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 탄성시트의 가장자리와, 테두리부 사이에는 수평방향으로 탄성변형공간이 형성되고, 탄성시트는 변형되면서 탄성변형공간으로 팽창될 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 탄성변형공간은, 탄성시트가 최대 압축되었을 때 탄성시트가 내부에 수용될 수 있는 크기를 가질 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 탄성시트는, 테두리부가 상기 피검사 디바이스의 상면에 접촉되었을 때 상기 탄성시트의 상면과 하면이 본체부의 하면과 피검사 디바이스의 상면에 접촉될 수 있는 두께를 가질 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 테두리부는, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 가압하고,
상기 탄성시트는, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 제외한 중앙영역을 가압할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 검사용 푸셔장치는, 하면에 볼형상의 단자가 다수 마련된 피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위한 검사용 푸셔장치에서 있어서,
피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위하여 상하방향으로 이동하는 푸셔몸체로서,
본체부와,
상기 본체부의 하면에서 돌출되어 피검사 디바이스의 상면 가장자리에 접촉하고 내부에 수용공간이 마련된 테두리부를 포함하는 푸셔몸체; 및
상기 푸셔몸체의 수용공간 내에 삽입되고 테두리부와 함께 피검사 디바이스의 상면에 접촉하며, 내부에 빈공간 또는 공극이 형성된 탄성시트를 포함하되,
푸셔몸체가 하강하여 피검사 디바이스를 가압하면 테두리부가 피검사 디바이의 상면 가장자리를 가압함과 동시에서,
본체부 하면과 피검사 디바이스의 상면 사이에 끼여있는 탄성시트는 상하방향으로 압축되고 내부의 빈공간 또는 공극을 채우면서 본체의 가압력을 피검사 디바이스에 전달한다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 탄성시트는, 내부에 다수의 공극이 형성되어 있는 다공성 폼일 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 탄성시트는, 내부에 하나 이상의 빈공간이 형성된 탄성시트 또는 메쉬형 탄성시트일 수 있다.
상기 검사용 푸셔장치에서,
상기 테두리부는, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 가압하고,
상기 탄성시트는, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 제외한 중앙영역을 가압할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기적 검사장치는,
전술한 푸셔장치와, 피검사 디바이스와 상기 검사용 기판의 사이에 배치되는 검사용 소켓을 포함한다.
상기 전기적 검사장치에서,
상기 검사용 소켓은, 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 도전성 입자가 절연성 탄성물질 내에 상하방향으로 연장되는 도전부와, 상기 도전부 사이에 위치하고 절연성을 가지는 절연부를 포함한다.
일 실시예에 따른 푸셔장치에 의하면, 푸셔몸체의 테두리부는 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 가압하고, 테두리부 사이의 탄성시트는 상면 가장자리를 제외한 중앙영역을 가압하여 가압력이 피검사 디바이스의 전범위에 걸쳐서 균일하게 가해질 수 있게 한다.
일 실시예에 따른 푸셔장치에 의하면, 탄성시트는 푸셔몸체의 테두리부에 의하여 형성된 수용공간 내에 삽입된다. 탄성시트의 가장자리는 푸셔몸체의 테두리부와 이격되어 있어서 탄성시트가 상하방향으로 압축되는 과정에서 수평방향으로 팽창되어도 탄성시트의 팽창이 억제되지 않고 탄성변형이 자유럽게 이루어질 수 있게 한다. 이에 따라서 푸셔몸체에서 가해지는 가압력이 균일하게 피검사 디바이스의 상면 측에 가해질 수 있게 된다.
일 실시예에 따른 푸셔장치에 의하면, 탄성시트는 내부에 빈공간 또는 공극이 형성되어 있어서 탄성시트가 상하방향으로 압축되는 과정에서 그 내부의 빈공간을 채우고 있어서 탄성시트의 압축이 방해되지 않을 수 있다. 이에 따라서 푸셔몸체에서 가해지는 가압력이 균일하게 피검사 디바이스의 상면 측에 가해질 수 있게 된다.
도 1은 종래기술의 전기적 검사장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 전기적 검사장치의 일구성인 푸셔장치를 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 작동도.
도 4는 다른 종래기술의 푸셔장치를 나타내는 도면.
도 5는 도 4의 작동도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 푸셔장치를 포함한 전기적 검사장치를 나타내는 도면.
도 7은 도 6의 작동도.
도 8은 종래기술과 본 발명의 일 실시예의 가압성능을 평가하기 위하여 감압지를 설치한 모습을 나타내는 도면.
도 9는 도 8의 실험결과는 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기적 검사장치를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기적 검사장치를 나타내는 도면.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 '상방'의 방향지시어는 검사용 소켓이 검사용 기판에 대하여 위치하는 방향에 근거하고, "하방"의 방향지시어는 상방의 반대 방향을 의미한다. 본 개시에서 사용되는 "상하 방향"의 방향지시어는 상방 방향과 하방 방향을 포함하지만, 상방 방향과 하방 방향 중 특정한 하나의 방향을 의미하지는 않는 것으로 이해되어야 한다.
첨부한 도면에 도시된 예들을 참조하여, 실시예들이 설명된다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
이하에 설명되는 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예들은, 피검사 디바이스의 전기적 검사를 위해 피검사 장치를 검사용 소켓 쪽으로 가압하기 위한 푸셔장치에 관련된다.
도 6은 일 실시예에 따른 푸셔장치가 적용되는 예를 도시한다. 도 1은, 실시예의 설명을 위해, 푸셔장치, 푸셔장치에 의하여 가압되는 피검사 디바이스, 검사용 소켓 및 검사용 기판의 예시적 형상을 도시한다.
전기적 검사장치(100)는, 푸셔장치(110), 검사용 소켓(140), 검사용 기판(150)으로 이루어진다.
상기 푸셔장치(110)는, 푸셔몸체(120)와, 탄성시트(130)를 포함하여 구성된다. 푸셔몸체(120)는, 사각판 형태로 이루어지는 본체부(121)와, 상기 본체부(121)의 하면에서 돌출되는 테두리부(122)를 포함한다.
상기 본체부(121)는, 상단 중앙에 소정의 가압기구에 의하여 승하강하는 것으로서 전체적으로 사각판의 형태를 가진다. 이러한 본체부(121)는 금속소재로 이루어지고 전체적으로 상면과 하면이 평평한 표면을 가지게 된다.
상기 테두리부(122)는, 상기 본체부(121)의 하면에서 돌출되어 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉되는 것이다. 구체적으로 테두리부(122)는 상기 본체부(121)에 일체로 형성되어 있으며 본체부(121)와 동일한 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며 비금속 재료도 가능하다.
금속 재료로서는 금, 은, 동, 철, 니켈, 코발트 혹은 이들 합금 등을 이용할 수 있다. 비금속 재료로서는, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아라미드 수지, 폴리아미드 수지 등의 기계적 강도가 높은 수지 재료, 유리 섬유 보강형 에폭시 수지, 유리 섬유 보강형 폴리에스테르 수지, 유리 섬유 보강형 폴리이미드 수지 등의 복합 수지 재료, 에폭시 수지 등에 실리카, 알루미나, 보론나이트라이드 등의 무기 재료를 필러(filler)로서 혼입한 복합 수지 재료 등을 이용할 수 있다.
상기 테두리부(122)는 본체부(121)에서 피검사 디바이스(160)의 가장자리부(162)와 대응되는 위치에 마련되어 있으며, 본 실시예에서는 본체부(121)의 주변부에 사각프레임 형태로 마련되어 있게 된다.
상기 테두리부(122)는 동일한 두께를 가지면서 본체부(121)의 하면에서 돌출되어 있어서 피검사 디바이스(160)의 상면 가장자리부(162)를 가압할 수 있게 한다.
테두리부(122)의 내부에는 수용공간(1221)이 형성된다. 수용공간(1221)은 피검사 디바이스(160)의 기판 상면에서 돌출된 돌출기판을 내부에 수용할 수 있는 크기를 가진다. 돌출기판은 CPU/GPU 대면적 패키지에서 상측으로 돌출된 부분으로서 피검사 디바이스(160)의 가장자리와의 사이에 단차가 형성된다.
수용공간(1221)의 형상은 사각형으로 한정되는 것은 아니며 피검사 디바이스(160)의 전체적인 형상에 따라서 달라질 수 있다.
상기 탄성시트(130)는, 상기 푸셔몸체(120)의 수용공간(1221) 내에 삽입되어 푸셔몸체(120)와 함께 피검사 디바이스(160)를 가압하는 것이다. 구체적으로 탄성시트(130)는 테두리부(122)와 함께 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉하여 피검사 디바이스(160)를 가압하는 것이다.
이러한 탄성시트(130)는 테두리부(122)에 의하여 형성된 내부의 수용공간(1221) 내에 삽입된 상태로 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉한다. 구체적으로 탄성시트(130)는 피검사 디바이스(160)에서 돌출기판의 상면에 접촉하여 피검사 디바이스(160)의 상면 중앙영역(161)을 가압하도록 구성된다. 이러한 탄성시트(130)는 푸셔몸체(120)의 수용공간(1221) 내에 삽입되고 테두리부(122)와 함께 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉하고 가장자리가 테두리부(122)와 이격되어 있게 구성된다.
탄성시트(130)는 피검사 디바이스(160)의 상면에 과도한 충격을 가하지 않도록 연질의 소재로 이루어지되, 탄성력이 우수한 고분자 물질로 구성되는 것이 좋다. 이때, 고분자 물질로서는, 가교 구조를 갖는 고분자 물질이 바람직하다. 이러한 탄성 고분자 물질을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성 고분자 물질 형성 재료로서는 다양한 것을 이용할 수 있고, 그 구체예로서는 폴리부타디엔 고무, 천연 고무, 폴리이소플렌 고무, 스틸렌부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 공중합체 고무 등의 공역디엔계 고무 및 이들 수소 첨가물, 스틸렌부타디엔디엔블록 공중합체 고무, 스틸렌이소플렌블록 공중합체 등의 블록 공중합체 고무 및 이들 수소 첨가물, 클로로플렌, 우레탄 고무, 폴리에스테르계 고무, 에피크롤히드린 고무, 실리콘 고무, 에틸렌프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 고무 등을 예로 들 수 있다. 이중에서 실리콘 고무가 내구성, 성형성 면에서 바람직하다.
탄성시트(130)는, 테두리부(122)가 상기 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉되었을 때 상기 탄성시트(130)의 상면과 하면이 본체부(121)의 하면과 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉될 수 있는 두께를 가진다. 즉, 탄성시트(130)는 푸셔몸체(120)가 하강하여 테두리부(122)가 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉할 때 탄성시트(130)의 하면도 피검사 디바이스(160)의 상면에 접촉될 수 있는 두께를 가지는 것이다.
푸셔몸체(120)의 테두리부(122)가 피검사 디바이스(160)의 상면 가장자리부(162)를 가압할 때, 상기 탄성시트(130)는, 피검사 디바이스(160)의 상면 가장자리를 제외한 중앙영역(161)을 가압할 수 있게 되어 피검사 디바이스(160)가 기판 워피지(warpage) 현상이 발생하는 것을 방지한다.
이러한 탄성시트(130)는 전체적으로 사각시트 형태로 구성되고 테두리부(122)에 접촉하지 않고 테두리부(122)와 소정의 이격거리(S)가 발생하도록 내부공간보다 작은 면적을 가지도록 구성된다. 구체적으로 탄성시트(130)와 테두리부(122) 사이에는 탄성변형공간(131)이 존재한다.
탄성시트(130)는 푸셔몸체(120)와 피검사 디바이스(160)의 사이에 끼워진 상태에서 푸셔몸체(120)가 하강하게 되면 상하방향으로 압축된다. 이때 탄성시트(130)는 좌우방향으로 팽창되는데, 팽창되면서 늘어난 탄성시트(130)의 가장자리는 탄성변형공간(131)에 채워지면서 압축변형이 쉽게 될 수 있다. 상기 탄성변형공간(131)의 크기는 탄성시트(130)가 최대 압축되었을 때 탄성시트(130)가 내부에 수용될 수 있는 크기를 가지는 것이 좋다.
이와 같이 탄성시트(130)와 테두리부(122) 사이에 탄성변형공간(131)이 마련되어 있어서 완충효과가 증대됨은 물론 기판 워피지 현상을 방지하면서도 피검사 디바이스(160)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 검사용 소켓(140)은, 피검사 디바이스(160)와 검사용 기판(150)의 사이에 배치되어 피검사 디바이스(160)의 단자와 검사용 소켓(140)을 서로 전기적으로 접속시키는 것이다. 이러한 검사용 소켓(140)은 포고타입이나 도전성 고무 타입이 모두 적용가능하나 본 실시예에서는 도전성 고무 타입을 예시한다.
상기 검사용 소켓(140)은, 피검사 디바이스(160)의 단자와 대응되는 위치마다 상하방향으로 연장되는 도전부(141)와, 상기 도전부(141)를 지지하는 절연부(142)로 이루어진 이방 도전성 시트이다.
상기 도전부(141)는, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자(1411)가 조밀하게 분포되어 있는 것이다. 이러한 도전부(141)는 전체적으로 탄력성을 가지면서 가압되었을 때 조밀하게 분포된 도전성 입자(1411)들이 서로 접촉되면서 도전로를 형성하는 것이다. 이러한 도전부(141)를 구성하는 탄성 절연물질은, 실리콘 고무 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 경화성의 고분자 물질이라면 다양한 소재가 가능하다. 실리콘 고무로서는, 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다. 액상 실리콘 고무는, 그 점도가 왜곡 속도 10-1sec에서 105포아즈 이하의 것이 바람직하고, 축합형의 것, 부가형의 것, 비닐기나 히드록실기를 함유하는 것 등의 어느 것이어도 된다． 구체적으로는, 디메틸 실리콘 생고무, 메틸비닐실리콘 생고무, 메틸페닐비닐실리콘 생고무 등을 예로 들 수 있다.
또한, 실리콘 고무는, 그 분자량(Mw)(표준 폴리스틸렌 환산 중량 평균 분자량을 말함. 이하 동일함)이지만 10,000 내지 40,000의 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 이방 도전성 엘라스토머 시트에 양호한 내열성이 얻어지기 때문에, 분자량분포 지수[표준 폴리스틸렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)과 표준 폴리스틸렌 환산수 평균 분자량(Mn)과의 비(Mw/Mn)의 값을 말함. 이하 동일함]가 2 이하인 것이 바람직하다.
탄성 절연물질 내에 함유된 도전성 입자(1411)는, 입자를 용이하게 두께 방향으로 배열하도록 배향시킬 수 있기 때문에, 자성을 나타내는 도전성 입자(1411)가 이용된다.
이러한 도전성 입자(1411)의 구체예로서는, 철, 코발트, 니켈 등의 자성을 갖는 금속의 입자 혹은 이러한 합금의 입자 또는 이들의 금속을 함유하는 입자, 또는 이들의 입자를 코어 입자로 하여 당해 코어 입자의 표면에 금, 은, 팔라듐, 로듐 등의 도전성의 양호한 금속의 도금을 실시한 것, 혹은 비자성 금속 입자혹은 글래스 비즈 등의 무기물질 입자 또는 폴리머 입자를 코어 입자로 하여 당해 코어 입자의 표면에, 니켈, 코발트 등의 도전성 자성 금속의 도금을 실시한 것 등 을 예로 들 수 있다.
이들 중에서는, 니켈 입자를 코어 입자로 하여 그 표면에 도전성의 양호한 금의 도금을 실시한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 절연부(142)는, 복수의 도전성 입자(1411)들 사이에 배치되어 각 도전부(141)를 지지하면서 도전부(141)를 서로 절연시키는 것으로서, 도전부(141)에 일체로 결합되어 있으며 도전성 입자(1411)가 전혀 또는 거의 존재하지 않도록 구성된다.
절연부(142)를 구성하는 소재는 도전부(141)의 탄성 절연물질과 동일한 것이 바람직하며 실리콘 고무를 사용하는 것이 좋다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기적 검사장치(100)는 다음과 같은 장점을 가진다.
피검사 디바이스(160)를 검사용 소켓(140)에 안착시킨 상태에서 푸셔몸체(120)가 피검사 디바이스(160)를 가압하면 테두리부(122)는 피검사 디바이스(160)의 상면 가장자리를 가압하게 된다. 피검사 디바이스(160)의 가장자리부(162)를 가압하게 되므로 피검사 디바이스(160)의 상면은 중앙영역(161)이 상방향으로 휘어지려고 하는데, 이때 피검사 디바이스(160)와 푸셔몸체(120)의 사이에는 탄성시트(130)가 배치되어 있어서 피검사 디바이스(160)에 가압력을 제공함으로서 피검사 디바이스(160)가 휘어지는 것을 방지한다.
이때 탄성시트(130)는 연질의 실리콘 고무 소재로 이루어져 있으며, 테두리부(122)와의 사이에 탄성변형공간(131)이 존재하고 있기 때문에 탄성시트(130)의 팽창이 방해받지 않고 소프트한 가압력을 제공하게 되어 피검사 디바이스(160)의 파손을 방지한다.
이에 따라서 피검사 디바이스(160)의 단자는 가장자리 뿐 아니라 중앙영역(161)에 배치된 단자들까지 검사용 소켓(140)의 상면에 균일한 압력으로 접촉될 수 있게 되어 검사의 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사용 소켓의 효과를 확인하기 위하여 종래기술과 비교하는 시험을 실시하였다.
먼저, 도 8(a)에서는 탄성시트가 없이 피검사 디바이스의 가장자리만을 가압하는 종래의 푸셔장치를 사용한 것이고, 도 8(b)에서는 피검사 디바이스의 전면을 푸셔장치가 균일하게 가압하는 종래의 푸셔장치를 사용한 것이고, 도 8(c)에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 푸셔장치를 사용한 것이다.
효과의 검증은 감압지(170)를 피검사 디바이스와 검사용 소켓의 사이에 끼워둔 상태에서 가압장치가 피검사 디바이스를 가압하면서 감압지(170)의 변화를 확인하는 것과, 검사용 소켓에서 소정의 전기적 신호를 흘려보내어서 전기적 저항을 측정하여 이루어진다. 이때 감압지(170)는 물감을 담은 아주 작은 캡슐을 종이에 발라 압력이 가해지는 그 압력으로 캡슐이 터져서 물감이 새어 나옴으로써 전혀 빛깔이 없던 아래의 종이에 물감과 같은 빛깔의 글자가 나타내는 것으로서 통상적인 감압지(170)가 사용된다.
시험을 수행한 결과는 도 9에 도시되어 있게 된다. 감압지(170)에서 색이 붉을수록 적정한 압력이 가해진 것인데, 도 8(a)에 대한 감압결과를 나타내는 도 9(a; Type 1)에서는 가장자리부분은 붉은 도트 패턴이 나타나나 중앙영역은 붉은 도트 패턴이 거의 나타나지 않음을 알 수 있다. 또한 전기적 저항에서도 중앙영역은 전기적 저항이 큰데 이는 피검사 디바이스가 검사용 소켓에 충분하게 접촉되지 않음을 알 수 있다.
도 8(b)에 대한 감암결과는 나타내는 도 9(b; Type 2)에서도 가장자리부분에는 붉은 도트 패턴이 나타나나 중앙영역은 붉은 도트 패턴이 거의 나타나지 않음을 알 수 있으며, 전기적 저항도 중앙영역에서 크게 나타나 있어서 피검사 디바이스의 단자가 검사용 소켓에 충분하게 접촉되어 있지 않음을 알 수 있다.
이에 반해서 본 발명에 따른 검사결과는 도 9(c; Type 3)에 나타난 바와 같이 가장자리 영역과 중앙영역에 모두 균일하게 붉은 도트 패턴이 나타나고 있으며, 저항도 전체적으로 낮은 수준을 나타냄을 보인다. 이는 가장자리영역과 중앙영역이 모두 일정한 압력으로 가압되고 있다는 것을 증명한다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기적 검사장치는 이에 한정되는 것은 아니며 도 10에 도시된 바와 같이 구성되는 것도 가능하다.
도 10에 도시된 전기적 검사장치는, 푸셔장치에서 탄성시트의 구조가 다소 상이하다.
상술한 실시예에서는 탄성시트가 실리콘 고무 시트로 이루어지고 탄성시트가 테두리부에서 이격된 구조를 예시하였다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며 도 10에 도시된 바와 같이 탄성시트(230)가 내부에 다수의 공극(231)이 마련된 다공성 폼인 것이 가능하다. 다공성 폼은 그 내부에 다소의 공극(231)이 마련되어 있어서 상하방향으로 압축되었을 때 공극이 눌리면서 충격을 흡수하도록 구성된다. 이에 따라서 탄성시트(230)가 테두리부(222)와 이격되지 않고 테두리부(222)에 밀착되어 탄성변형공간이 마련되지 않는 것도 가능하다.
또한, 도 11에서는 도 10과 유사한 구조로서 복수의 빈공간(331)이 내부에 형성된 탄성시트(330)인 것으로서, 빈공간(331)은 내부에 배치되어 있는 것도 가능하며 테두리 측에 내측으로 오목하게 패인 함몰형태로 구성되는 것도 가능하다.
이러한 빈공간(331)이 탄성시트 내부에 배치되어 있기 때문에 가압력이 가해졌을 때 가장자리가 좌우로 팽창되지 않으면서도 빈공간이 채워져서 소프트한 가압을 가능하게 된다.
CPU, GPU의 패키지의 경우 대면적 사이즈 (40mmx40mm이상)로 디바이스 캡이 존재 하여, 디바이스 외곽만 누르게 되면 기판 워피지가 발생 하여 중앙영역은 힘을 받지 못해 고저항이 발생 하여 검사불량이 발생 한다. 디바이스의 워피지를 방지 하기 위해서 소프트한 탄성시트를 부착 하여, 디바이스 센터가 파손되지 않고, 센터에 힘을 가할 수 있게 할 수 있는 장점이 있다. 결국, 본 발명은 디바이스 워피지를 개선하고, 균일한 힘을 가할 수 있어 안정적인 컨택을 유지 할 수 있다.
한편 탄성시트는 실리콘 고무, 다공성 폼으로만 한정되는 것이 아니라 메쉬와 같은 소재도 사용되는 것이 가능하며 기타 다양한 변경이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 검사용 푸셔장치 및 전기적 검사장치에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며 균등한 범위 내라면 확정해석되는 것이 가능함은 물론이다.
100...전기적 검사장치 110...푸셔장치
120...푸셔몸체 121...본체부
122...테두리부 1221...수용공간
130...탄성시트 131...탄성변형공간
140...검사용 소켓 141...도전부
1411...도전성 입자 142...절연부
150...검사용 기판 160...피검사 디바이스
161...중앙영역 162...가장자리부

Claims (14)

  1. 하면에 볼형상의 단자가 다수 마련된 피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위한 검사용 푸셔장치에 있어서,
    피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위하여 상하방향으로 이동하는 푸셔몸체로서,
    본체부와,
    상기 본체부의 하면에서 돌출되어 피검사 디바이스의 상면 가장자리에 접촉하고 내부에 수용공간이 마련된 테두리부를 포함하는 푸셔몸체; 및
    상기 푸셔몸체의 수용공간 내에 삽입되고 테두리부와 함께 피검사 디바이스의 상면에 접촉하며, 가장자리가 테두리부와 이격되어 있는 탄성시트를 포함하되,
    상기 탄성시트는, 상기 테두리부보다 연질의 소재로 이루어지되, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 제외한 중앙영역에 밀착접촉되도록 수평방향으로 연장되어 있으며,
    상기 탄성시트의 가장자리와, 테두리부 사이에는 수평방향으로 탄성변형공간이 형성되고,
    푸셔몸체가 하강하여 피검사 디바이스를 가압하면 테두리부가 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 가압함과 동시에,
    본체부 하면과 피검사 디바이스의 상면 사이에 끼여있는 탄성시트는 상하방향으로 압축되고 좌우방향으로 팽창되면서 탄성변형공간 내부에 수용됨으로서 상기 본체부의 가압력을 피검사 디바이스에 전달하는 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성시트는, 실리콘 고무 시트인 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 푸셔몸체는, 금속소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성변형공간은, 탄성시트가 최대 압축되었을 때 탄성시트가 내부에 수용될 수 있는 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성시트는, 테두리부가 상기 피검사 디바이스의 상면에 접촉되었을 때 상기 탄성시트의 상면과 하면이 본체부의 하면과 피검사 디바이스의 상면에 접촉될 수 있는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  8. 삭제
  9. 하면에 볼형상의 단자가 다수 마련된 피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위한 검사용 푸셔장치에 있어서,
    피검사 디바이스를 검사용 기판 측으로 가압하기 위하여 상하방향으로 이동하는 푸셔몸체로서,
    본체부와,
    상기 본체부의 하면에서 돌출되어 피검사 디바이스의 상면 가장자리에 접촉하고 내부에 수용공간이 마련된 테두리부를 포함하는 푸셔몸체; 및
    상기 푸셔몸체의 수용공간 내에 삽입되고 테두리부와 함께 피검사 디바이스의 상면에 접촉하며, 내부에 빈공간 또는 공극이 형성된 탄성시트를 포함하되,
    상기 탄성시트는, 상기 테두리부보다 연질의 소재로 이루어지되, 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 제외한 중앙영역에 밀착접촉되도록 수평방향으로 연장되어 있으며,
    푸셔몸체가 하강하여 피검사 디바이스를 가압하면 테두리부가 피검사 디바이스의 상면 가장자리를 가압함과 동시에,
    본체부 하면과 피검사 디바이스의 상면 사이에 끼여있는 탄성시트는 상하방향으로 압축되고 내부의 빈공간 또는 공극을 채우면서 본체부의 가압력을 피검사 디바이스에 전달하는 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탄성시트는, 내부에 다수의 공극이 형성되어 있는 다공성 폼인 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 탄성시트는, 내부에 하나 이상의 빈공간이 형성된 탄성시트 또는 메쉬형 탄성시트인 것을 특징으로 하는 검사용 푸셔장치.
  12. 삭제
  13. 제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항, 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의 푸셔장치와, 피검사 디바이스와 상기 검사용 기판의 사이에 배치되는 검사용 소켓을 포함하는 전기적 검사장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 검사용 소켓은, 피검사 디바이스의 단자와 대응되는 위치마다 도전성 입자가 절연성 탄성물질 내에 상하방향으로 연장되는 도전부와, 상기 도전부 사이에 위치하고 절연성을 가지는 절연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 검사장치.
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