KR102663108B1 - 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소켓 하우징을 사용하지 않고도 테스트 소켓을 테스터 기판에 고정하고, 피검사 디바이스를 테스트 소켓에 정렬할 수 있는 테스트 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 테스트 장치는, 피검사 디바이스의 단자와 대응하는 위치에 형성되고, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께 방향으로 정렬되어 있는 도전부와, 도전부 사이를 절연하면서 지지하는 절연부로 이루어지는 이방성 도전시트와, 도전부와 대응하는 위치에 단자 결합공이 관통 형성되고, 이방성 도전시트의 상면에 부착되는 단자 결합시트와, 도전부와 대응하는 위치에 금속볼 결합공이 관통 형성되고, 이방성 도전시트의 하면에 부착되는 금속볼 결합시트를 포함하여 이루어지는 테스트 소켓 및 도전부와 대응하는 위치에 형성된 패드와, 패드의 상면에 실장된 구형의 금속볼을 구비하는 테스터 기판을 포함하여 이루어지고, 테스트 소켓은 금속볼 결합공을 금속볼에 삽입하는 것에 의해 테스트 기판과 정렬하고, 피검사 디바이스는 단자가 단자 결합공에 삽입되는 것에 테스트 소켓에 정렬된다.

Description

테스트 장치{TEST APPARATUS}

본 발명은 반도체 디바이스의 테스트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트 신호를 반도체 디바이스에 전달하여 반도체 패키지의 정상 동작 여부를 검사하기 위한 반도체 디바이스의 테스트 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조 공정이 끝나면 반도체 디바이스에 대한 테스트가 필요하다. 반도체 디바이스의 테스트를 수행할 때에는 테스트 장치와 피검사 디바이스인 반도체 디바이스 간을 전기적으로 연결시키는 테스트 소켓이 필요하다. 테스트 공정에서 테스트 소켓은 테스트 장치에서 나온 신호가 반도체 디바이스로 전달될 수 있도록 하는 매개 부품이다.

테스트 소켓으로는 대표적으로 포고 소켓과 러버 소켓이 있다. 포고 소켓은 스프링에 의해 탄성적으로 지지되는 포고 핀이 하우징에 조립되는 구조로 이루어져 있고, 러버 소켓은 실리콘 등 탄성력을 갖는 소재의 내부에 다수의 도전성 입자가 포함되어 있는 형태의 도전부가 실리콘 등 탄성력을 갖는 소재로 이루어지는 절연부 안쪽에 서로 절연되도록 배치된 구조로 이루어져 있으므로, 납땜 또는 스프링과 같은 기계적 수단이 사용되지 않으면서도 기계적인 충격이나 변형을 흡수할 수 있기 때문에, 반도체 디바이스 등과 부드러운 접속이 가능한 특성을 가지고 있다.

최근 들어 5G용 또는 그 이상의 주파수(통상 2Ghz이상)를 사용하는 반도체 디바이스가 늘고 있다. 이러한 고주파수의 반도체 디바이스의 테스트에서 포고 소켓은 포고 핀 제작의 한계상 포고 핀의 길이를 줄이기 어려워 도전부의 길이가 길고, 포고 핀과 포고 핀을 탄력적으로 지지하는 스프링이 인덕턴스로 작용하게 되므로, 1Ghz 이상의 통신 속도가 요구되는 테스트에서는 포고 핀 타입의 테스트 소켓을 사용하기가 곤란하다.

이러한 포고 핀 타입의 테스트 소켓의 한계를 극복하기 위해 이방 도전성을 갖는 러버 소켓이 사용되고 있다. 러버 소켓은 도전부의 길이가 짧기 때문에 고속 신호 전송에 적합한 구조를 가지고 있다.

도 1은 러버 소켓을 이용하여 반도체 디바이스를 테스트하는 종래의 테스트 장치를 나타낸다.

도 1에 나타낸 것과 같이, 종래의 테스트 장치(50)는 테스터 기판(20)의 패드(21)와 피검사 디바이스(10)의 단자(11)를 전기적으로 연결하는 도전부(31)와 도전부를 지지하는 절연부(32)를 갖는 러버 타입의 테스트 소켓(30)과, 피검사 디바이스(10)를 테스트 소켓(30) 측으로 안내하는 소켓 하우징(40)을 포함하고, 피검사 디바이스(10)의 단자(11)가 테스트 소켓(30)의 도전부(31)를 가압하면, 테스터 신호가 테스터 기판의 패드(21)에서 테스트 소켓의 도전부(31)를 통해 피검사 디바이스의 단자(11)에 전달되어 피검사 디바이스에 대한 테스트가 진행된다.

이러한 피검사 디바이스에 대한 신뢰성 있는 테스트를 위해서는 피검사 디바이스와 테스트 소켓 그리고 테스트 소켓과 테스터 기판이 정확히 정렬되는 것이 필요하다. 종래의 테스트 장치(50)에서는 피검사 디바이스의 테스트 시, 피검사 디바이스를 정확한 위치에 정렬시키기 위해 디바이스 가이드라는 소켓 하우징이 사용되고 있다. 소켓 하우징은 테스터 기판에 장착되어 피검사 디바이스를 테스트 소켓 상의 정확한 위치로 가이드하는 역할을 한다.

소켓 하우징(40)에는 피검사 디바이스(10)가 삽입되는 개구부(41)와 위치 정렬 핀(42)이 돌출되어 형성되어 있다. 소켓 하우징의 위치 정렬 핀(42)이 테스트 소켓(30)을 지지하는 지지 프레임(35)에 형성된 프레임 홀(36)과 테스터 기판(20)에 형성된 위치 정렬 홀(22)에 삽입되는 것에 의해, 테스터 기판(20)과 테스트 소켓(30)의 위치가 정렬되고, 피검사 디바이스(10)가 소켓 하우징(40)의 개구부(41)를 통해 안내되어 테스트 소켓과 정렬되도록 하고 있다.

그런데 최근 반도체 기술의 발달로 반도체 디바이스의 피치가 작아지고, 고속용 반도체가 주류를 이루어 있고, 테스트의 신뢰성을 담보하기 위해 시스템 레벨로 테스트가 이루어지고 있다. 이로 인하여 고속용 반도체 주변에 주파수 간섭을 막기 위한 부품들의 수가 증가하면서 테스터 기판에 무수히 많은 부품들을 피해 소켓 하우징의 위치 정렬 핀(42)이 삽입될 수 있는 위치 정렬 홀(22)을 뚫을 공간이 거의 없어 종래의 테스트 장치를 이용하여 테스트를 진행할 수 없는 문제점이 있다.

공개특허공보 10-2005-0087400호 (2005. 8. 31.) 등록특허공보 10- 1141762호 (2012. 5. 3.)

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 소켓 하우징을 사용하지 않고도 테스트 소켓을 테스터 기판에 고정하고, 피검사 디바이스를 테스트 소켓에 정렬할 수 있는 테스트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 테스트 장치는, 단자를 갖는 피검사 디바이스를 테스트하기 위한 테스트 장치에 있어서, 상기 피검사 디바이스의 단자와 대응하는 위치에 형성되고, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께 방향으로 정렬되어 있는 도전부와, 상기 도전부 사이를 절연하면서 지지하는 절연부로 이루어지는 이방성 도전시트와, 상기 도전부와 대응하는 위치에 단자 결합공이 관통 형성되고, 상기 이방성 도전시트의 상면에 부착되는 단자 결합시트와, 상기 도전부와 대응하는 위치에 금속볼 결합공이 관통 형성되고, 상기 이방성 도전시트의 하면에 부착되는 금속볼 결합시트를 포함하여 이루어지는 테스트 소켓 및 상기 도전부와 대응하는 위치에 형성된 패드와, 상기 패드의 상면에 실장된 구형의 금속볼을 구비하는 테스터 기판;을 포함하여 이루어지고, 상기 테스트 소켓은 상기 금속볼 결합공에 상기 금속볼을 삽입하는 것에 의해 상기 테스트 기판과 정렬하고, 상기 피검사 디바이스는 상기 단자가 상기 단자 결합공에 삽입되는 것에 상기 테스트 소켓에 정렬되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속볼은 상기 테스터 기판의 패드에 실장 시 볼의 높이가 유지되는 구리를 코어로 갖는 구리 코어볼일 수 있다.

상기 구리 코어볼의 외측에는 솔더 도금층이 형성되어 있을 수 있다.

상기 금속볼 결합공은 상기 금속볼의 직경보다 작은 직경으로 이루어지되, 상기 금속볼 결합공에 상기 금속볼이 억지 끼워맞춤 방식으로 끼워지는 것일 수 있다.

상기 금속볼 결합공은 상단의 직경이 하단의 직경보다 크고, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 감소하는 형상으로 이루어지되, 상기 하단의 직경은 상기 금속볼의 직경보다 작은 것일 수 있다.

상기 금속볼 결합시트의 하면에는 상기 금속볼 결합공으로부터 상기 금속볼 결합시트의 면방향을 따라서 상기 금속볼 결합공으로부터 멀어지도록 연장되는 슬릿이 마련되어 있을 수 있다.

상기 슬릿은 상기 금속볼 결합공에 적어도 둘 이상 마련되어 있으며, 상기 금속볼 결합공의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 것일 수 있다.

상기 단자 결합공은 상단의 직경이 하단의 직경보다 크거나, 상단과 하단의 직경이 동일하거나 또는 상단의 직경이 하단의 직경보다 작은 것 중 어느 하나인 것일 수 있다.

본 발명에 따른 테스트 장치는 테스터 기판의 패드에 실장된 금속볼에 테스트 소켓의 금속볼 결합공을 삽입하는 것에 의해 테스트 소켓이 테스터 기판과 정렬하고, 피검사 디바이스는 피검사 디바이스의 단자가 테스트 소켓의 단자 결합공에 삽입되는 것에 테스트 소켓에 정렬될 수 있다. 따라서 종래와 같이 위치 정렬을 위한 소켓 하우징을 사용하지 않고도 간단한 방식으로 피검사 디바이스를 정렬하고 테스트할 수 있으므로, 테스트에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 장치는 수많은 테스트가 진행되어 테스트 소켓(100)이 손상되거나 파손되는 경우 테스터 기판의 패드에 실장된 금속볼에서 테스트 소켓을 분리하면 테스트 소켓을 쉽고 간단하게 교체하여 사용할 수 있으므로, 전체 테스트 공정이 효율적으로 진행될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 장치는 테스트 소켓만으로 테스터 기판과 피검사 디바이스를 정렬할 수 있으므로, 고속 신호용 반도체를 테스트하는데 활용될 수 있으며, 테스터 기판의 공간 활용성을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 소켓는 피검사 디바이스의 단자와 테스트 소켓의 금속볼이 도전부를 상측과 하측에서 가압하는 구조이므로, 테스트 소켓의 신호 전달 특성이 향상될 수 있다.

도 1은 종래의 러버 소켓을 이용한 테스트 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 소켓을 이용한 테스트 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 리플로우가 진행된 후의 솔더볼과 구리 코어볼의 표면에 솔더 도금층이 형성된 금속볼을 도식화한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 금속볼의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 금속볼 결합시트의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 장치에서 테스터 기판, 테스트 소켓과 피검사 디바이스가 정렬되는 것을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 장치를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 테스트 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 소켓을 이용한 테스트 장치를 나타낸 단면도이고, 도 3은 리플로우가 진행된 후의 솔더볼과 구리 코어볼의 표면에 솔더 도금층이 형성된 금속볼을 도식화한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 금속볼의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 금속볼 결합시트의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 장치에서 테스터 기판, 테스트 소켓과 피검사 디바이스가 정렬되는 것을 설명하는 도면이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 장치를 나타낸 단면도이다.

본 발명에서는 각 구성요소를 설명할 때, 도 2에 나타낸 도면을 기준으로 피검사 디바이스와 가까운 부분을 상면, 상단 또는 상측으로 설명하고, 테스터 기판과 가까운 부분을 하면, 하단 또는 하측으로 설명하기로 한다.

도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 장치(1000)는, 단자를 갖는 피검사 디바이스를 테스트하기 위한 것으로, 피검사 디바이스(10)의 단자(11)와 대응하는 위치에 형성되고, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께 방향으로 정렬되어 있는 도전부(61)와, 도전부 사이를 절연하면서 지지하는 절연부(62)로 이루어지는 이방성 도전시트(60)와, 도전부와 대응하는 위치에 단자 결합공(71)이 관통 형성되고, 이방성 도전시트의 상면에 부착되는 단자 결합시트(70)와, 도전부와 대응하는 위치에 금속볼 결합공(81)이 관통 형성되고, 이방성 도전시트의 하면에 부착되는 금속볼 결합시트(80)를 포함하여 이루어지는 테스트 소켓(100) 및 도전부와 대응하는 위치에 형성된 패드(21)와, 패드의 상면에 실장된 구형의 금속볼(90)을 구비하는 테스터 기판(20)을 포함하여 이루어지고, 테스트 소켓(100)은 금속볼 결합공을 금속볼에 삽입하는 것에 의해 테스터 기판(20)과 정렬하고, 피검사 디바이스(10)는 단자가 단자 결합공에 삽입되는 것에 테스트 소켓(100)에 정렬되는 것을 특징으로 한다.

이방성 도전시트(60)는 피검사 디바이스(10)의 단자(11)와 대응하는 위치에 형성되고, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께 방향으로 정렬되어 있는 도전부(61)와, 인접한 도전부 사이를 절연하면서 도전부를 지지하는 절연부(62)를 포함한다. 이방성 도전시트(60)는 시트의 두께 방향, 즉 시트의 상하 방향으로만 도전성을 나타내거나 또는 두께 방향으로 가압되었을 때 두께 방향으로만 도전성을 나타내는 것으로, 시트의 면방향으로는 절연성을 나타내는 특성을 가지고 있다.

도전부(61)는 탄성 절연물질과, 탄성 절연물질 내에 함유되어 있는 다수의 도전성 입자를 포함하고, 다수의 도전성 입자가 이방성 도전시트의 두께 방향, 즉 상하 방향으로 정렬되는 형태로 배치되어 있다. 도전부(61)는 피검사 디바이스(10)의 단자(11)와 테스터 기판(20)의 패드(21)를 전기적으로 연결하는 도전 통로로 기능하여 피검사 디바이스(10)와 테스터 기판(20) 사이에서 전기적 신호를 전달할 수 있다.

도전부(61)를 구성하는 탄성 절연물질로는 가교 구조를 갖는 내열성의 고분자 물질, 예를 들어, 실리콘 고무, 폴리부타디엔 고무, 천연 고무, 폴리이소플렌 고무, 스틸렌-부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무, 스틸렌-부타디엔-디엔 블럭 공중합체 고무, 스틸렌-이소플렌 블럭 공중합체 고무, 우레탄 고무, 폴리에스테르계 고무, 에피크롤히드린 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무, 연질 액상 에폭시 고무 등이 이용될 수 있다.

또한, 도전부(61)를 구성하는 도전성 입자로는 자장에 의해 반응할 수 있도록 자성을 갖는 것이 이용될 수 있다. 예를 들어, 도전성 입자로는 철, 니켈, 코발트 등의 자성을 나타내는 금속의 입자, 혹은 이들의 합금 입자, 또는 이들 금속을 함유하는 입자 또는 이들 입자를 코어 입자로 하고 그 코어 입자의 표면에 금, 은, 팔라듐, 라듐 등의 도전성이 양호한 금속이 도금된 것, 또는 비자성 금속 입자, 글래스 비드 등의 무기 물질 입자, 폴리머 입자를 코어 입자로 하고 그 코어 입자의 표면에 니켈 및 코발트 등의 도전성 자성체를 도금한 것, 또는 코어 입자에 도전성 자성체 및 도전성이 양호한 금속을 도금한 것 등이 이용될 수 있다.

절연부(62)는 절연물질로 이루어지고, 복수의 도전부(61) 주위를 둘러싸서 복수의 도전부(61)를 상호 이격되도록 지지하고, 인접한 도전부(61) 사이를 절연한다. 절연부(62)의 절연물질은 도전부(61)의 탄성 절연물질과 동일한 소재로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 비탄성 소재를 사용하는 것도 가능하다.

이방성 도전시트(60)의 상면에는 단자 결합시트(70)가 부착되어 있다. 단자 결합시트(70)에는 이방성 도전시트의 도전부(61)와 대응하는 위치마다 단자 결합공(71)이 관통 형성되어 있어 테스트 시 피검사 디바이스의 단자(11)가 단자 결합공(71)에 삽입되어 도전부의 상측과 접촉할 수 있도록 한다.

단자 결합시트(70)의 단자 결합공(71)은 도 2에 나타낸 것과 같이, 상단의 직경이 하단의 직경보다 작고, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 커지는 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 따라서 피검사 디바이스의 단자(11)가 원뿔대 형상의 단자 결합공(71)에 결합되면 피검사 디바이스의 단자(11)는 도전부(61)의 상측을 압착하면서 결합하므로 도전부와의 접촉 특성이 향상될 수 있다.

단자 결합시트(70)의 단자 결합공(71)은 원뿔대 형상 외에도 원기둥 형상 또는 뒤집어진 원뿔대 형상으로 형성될 수도 있다.

도 7의 (a)에 나타낸 것과 같이, 단자 결합시트(70)의 단자 결합공(71)은 상단의 직경과 하단의 직경이 동일한 원기둥 형상으로 형성되어 피검사 디바이스의 단자(11)가 단자 결합공(71) 내에 수용되도록 할 수 있다. 이때 단자 결합공(71)의 직경은 피검사 디바이스의 단자(11)의 폭보다 다소 크게 형성하여 단자가 도전부에 안정적으로 접촉하도록 하는 것이 바람직하다

또한 도 7의 (b)에 나타낸 것과 같이, 단자 결합시트(70)의 단자 결합공(71)은 상단의 직경이 하단의 직경보다 크고, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 작아지는 뒤집어진 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 따라서 피검사 디바이스의 단자(11)가 약간의 오차를 가지고 접근하는 경우 뒤집어진 원뿔대 형상에 의해 피검사 디바이스의 단자(11)를 도전부(61)의 중심 쪽으로 안내할 수 있어, 피검사 디바이스의 단자를 보다 안정적으로 도전부에 접촉하도록 할 수 있다.

이러한 단자 결합시트(70)는 절연성 소재로 이루어지며, 폴리이미드 필름, 엔지니어링 플라스틱, 사출 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.

이방성 도전시트(60)의 하면에는 금속볼 결합시트(80)가 부착되어 있다. 금속볼 결합시트(80)에는 이방성 도전시트의 도전부(61)와 대응하는 위치마다 금속볼 결합공(81)이 관통 형성되어 있다.

금속볼 결합시트(80)의 금속볼 결합공(81)은 도 2에 나타낸 것과 같이, 상단의 직경이 하단의 직경보다 크고, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 작아지는 뒤집어진 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 금속볼 관통공의 하단의 직경(c, 도 3(b) 참조)은 후술하는 금속볼(90)의 직경 또는 높이(h)보다 작게 형성되는 것으로, 금속볼보다 작은 하단 직경을 가진 금속볼 관통공으로 인해 후술하는 금속볼(90)은 금속볼 결합시트(80)의 금속볼 결합공(81) 내에 견고하게 결합될 수 있다.

금속볼 결합시트(80)는 금속볼(90)에 결합하는 것으로, 금속볼 결합시트(80)의 두께(a)는 금속볼의 높이(h)보다 작은 두께를 가지되, 금속볼(90)과 안정적으로 결합하도록 금속볼의 높이(h)의 0.5배 이상을 수용하는 두께를 가지는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 금속볼의 높이(h)의 0.6배 이상 0.9배 미만인 것이 좋다. 금속볼 결합시트(80)의 두께(a)가 금속볼의 높이(h)의 0.5배 미만인 경우 금속볼 결합시트와 금속볼의 결합이 불완전하여 위치가 정렬되지 않을 수 있어 바람직하지 못하고, 금속볼 결합시트(80)의 두께(a)가 금속볼의 높이(h)의 0.9배 이상인 경우 금속볼이 도전부를 충분히 압착해 주지 못하는 문제가 있어 바람직하지 못하다.

본 발명의 일실시예에 따른 테스터 기판(20)의 상면에 배치된 패드(21)에는 구형의 금속볼(90)이 실장되어 있다. 여기서 구형은 완전한 구형을 의미하는 것이 아니고, 구형에 가까운 타원형일 수 있음에 유의해야 한다.

금속볼(90)은 테스터 기판의 패드(21)에 표면 실장 방식으로 실장될 때 볼의 높이가 유지되는 코어를 갖는 볼을 사용하는 것이 바람직하다. 솔더볼의 경우 리플로우(Reflow) 공정에서 볼의 높이가 무너져 내려 금속볼 결합시트(80)의 금속볼 결합공(81)에 결합하기가 어렵고, 미세 피치의 패드의 경우 인접한 솔더볼이 단락될 수 있으므로, 리플로우 공정에서도 볼의 높이(ball height)가 유지되는 코어를 갖는 볼을 사용하여 실장하는 것이 좋다. 다만, 솔더볼의 경우에도 리플로우 후에도 볼의 높이가 금속공 결합공(81)에 안정되게 결합할 수 있을 정도로 유지될 수 있다면 사용하는 것이 가능하다.

따라서 본 발명에서 금속볼(90)은 구리를 코어로 갖는 구리 코어볼(Cu cored ball)을 사용하거나, 구리 코어볼의 표면에 솔더 도금층이 형성된 것, 구리 코어볼의 표면에 니켈, 금, 은 등의 금속 도금층이 형성된 것, 구리 코어볼의 표면에 니켈, 금, 은 등의 금속 도금층이 형성되고 그 외측에 솔더 도금층이 형성된 것이 사용될 수 있다. 또한 구리를 코어로 갖는 것만으로 한정되는 것은 아니고, 리플로우 공정에서도 볼의 높이가 유지되는 금속 또는 플라스틱 재질의 코어를 가지고, 플라스틱 재질의 코어에는 금속 도금층이 형성된 것도 가능하다.

도 3은 리플로우가 진행된 후의 솔더볼(상측 그림)과 구리 코어볼의 표면에 솔더 도금층이 형성된 금속볼(하측 그림)을 도식화한 도면이다. 도 3에 나타낸 것과 같이, 구리를 코어로 갖는 구리 코어볼은 기존의 솔더볼에 비해서 리플로우 공정 후에도 볼의 높이가 높게 유지되고, 미세 피치를 갖는 테스터 기판의 패드에도 신뢰성있게 적용할 수 있다.

도 4는 금속볼(90)을 도시한 것으로, 도 4에서 도면부호 91은 구리 코어볼을 표시하는 것이고, 92는 금속 도금층, 93은 솔더 도금층을 표시하는 것이다.

도 5는 금속볼 결합시트(80)를 보인 사시도로, 도 5의 (a)는 도 2에 나타낸 금속볼 결합시트를 상측에서 본 사시도이고, 도 5의 (b)는 도 2에 나타낸 금속볼 결합시트를 하측에서 본 사시도이며, 도 5의 (c)는 금속볼 관통공에 슬릿이 형성된 것을 보여주는 금속볼 결합시트의 하면도이다.

금속볼 결합시트(80)를 눌러 금속볼 결합시트의 금속볼 결합공(81)을 테스터 기판의 금속볼(90)에 끼우는 경우 금속볼 결합공(81)의 하단의 직경이 금속볼의 직경보다 작아 쉽게 끼워지지 않고, 억지로 끼우는 경우 금속볼 결합시트가 손상될 수도 있으므로, 금속볼이 용이하게 삽입되도록 금속볼 결합시트(80)의 하면에는 금속볼 결합공(81)으로부터 금속볼 결합시트(80)의 면방향을 따라서 금속볼 결합공(81)으로부터 멀어지도록 연장되는 슬릿(82)이 마련될 수 있다.

도 5의 (c)에 나타낸 것처럼, 슬릿(82)은 금속볼 결합공(81)에 적어도 둘 이상 마련되어 있으며, 금속볼 결합공(81)의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 도면에서는 슬릿(82)이 4개, 2개, 8개 형성된 것이 도시되어 있지만, 2개 이상이라면 그 외의 개수로 형성되어도 좋다.

금속볼 결합시트(80)에 슬릿(82)을 형성하면 테스트 소켓(100)을 테스터 기판(20)의 금속볼(90)로부터 분리하는 것이 용이하므로, 수많은 테스트가 진행되어 테스트 소켓(100)이 손상되거나 파손되는 경우 테스트 소켓(100)을 쉽고 간단하게 교체할 수 있어 테스트 공정이 효율적으로 진행될 수 있다.

또한 이러한 슬릿(82)은 단자 결합시트(70)의 단자 결합공(71)이 상단의 직경이 하단의 직경보다 작고, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 커지는 원뿔대 형상으로 형성되는 단자 결합시트(70)의 상면에도 형성될 수 있다. 단자 결합공(71)에 마련된 슬릿(82)에 의해 피검사 디바이스의 단자(11)가 단자 결합공(71)에 보다 용이하게 삽입되는 것이 가능하다.

또한, 금속볼 결합시트(80)의 금속볼 결합공(81)은 금속볼(90)의 직경보다 작은 직경을 가진 원기둥 형상으로 형성하여, 금속볼 결합공(81)에 금속볼(90)이 억지 끼워맞춤 방식으로 끼워지도록 할 수 있다. 도 7의 (c)에 도시한 것과 같이, 금속볼 결합공(81)의 직경을 금속볼(90)의 직경보다 다소 작게 형성하여 금속볼 결합공(81)에 금속볼(90)을 억지 끼워맞춤 방식으로 끼워 넣는 것에 의해, 금속볼 결합공(81)이 금속볼(90)에 안정적으로 결합할 수 있다.

금속볼 결합시트(80)는 단자 결합시트(70)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 금속볼 결합시트(80)는 절연성 소재로 이루어지며, 폴리이미드 필름, 엔지니어링 플라스틱, 사출 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 장치에서 테스터 기판, 테스트 소켓과 피검사 디바이스가 서로 정렬되는 것을 설명하는 도면으로, 본 발명의 테스트 장치(1000)에서 테스터 기판(20)과 테스트 소켓(100) 및 피검사 디바이스(10)는 종래의 소켓 하우징이 없이도 위치를 정렬하고 테스트를 진행할 수 있다.

도 6의 (a)에 나타낸 것과 같이, 테스트 소켓(100)을 테스터 기판(20)의 상측으로 이동하여, 각각의 도전부(61)가 패드(21)에 실장된 금속볼(90)의 상측에 위치하도록 한 다음, 도 6의 (b)에 나타낸 것과 같이, 테스트 소켓(100)을 하측으로 가압하여 테스트 소켓(100)의 금속볼 결합공(81)에 금속볼(90)을 삽입하는 것에 의해 테스트 소켓(100)은 테스터 기판(20)과 정위치에서 정렬하고, 테스터 기판(20)에 고정된다.

다음으로, 도 6의 (c)에 나타낸 것과 같이, 테스트 시 피검사 디바이스(10)가 테스트 소켓(100)에 접근하고, 피검사 디바이스의 단자(11)와 대응하는 위치마다 형성된 테스트 소켓(100)의 단자 결합공(71)에 피검사 디바이스의 단자(11)가 삽입되는 것에 의해 피검사 디바이스(10)가 테스트 소켓(100)에 정렬된다.

이 상태에서 피검사 디바이스(10)가 더욱 하강하면, 피검사 디바이스(10)의 단자(11)가 테스트 소켓(100)의 도전부(61) 상측을 압축하고, 테스터 기판(20)의 패드(21)에 실장된 금속볼(90)은 도전부(61)의 하측을 압축하므로, 이방도전성을 갖는 도전부(61)는 도통 상태가 되어 테스트 소켓(100)이 피검사 디바이스(10)와 테스터 기판(20) 사이에서 전기적 신호를 전달하여 테스트가 진행된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트 장치를 나타낸 단면도이다. 앞서 설명한 것과 같이, 도 7의 (a)는 단자 결합시트(70)의 단자 결합공(71)은 상단의 직경과 하단의 직경이 동일한 원기둥 형상으로 형성된 단자 결합시트를 갖는 테스트 소켓(200)을 구비한 테스트 장치(2000)를 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 단자 결합시트(70)의 단자 결합공(71)은 상단의 직경이 하단의 직경보다 크고, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 작아지는 뒤집어진 원뿔대 형상으로 형성된 단자 결합시트를 갖는 테스트 소켓(300)을 구비한 테스트 장치(3000)를 나타낸 것이며, 도 7의 (c)는 금속볼 결합시트(80)의 금속볼 결합공(81)을 금속볼(90)의 직경보다 작게 형성하여 금속볼(90)이 금속볼 결합공(81)에 억지 끼워맞춤 방식으로 끼워지는 테스트 소켓(400)을 구비한 테스트 장치(4000)를 나타낸 것이다.

이외에도 도 7의 (c)에 도시된 것과 같은 금속볼 결합시트(80)를 도 7의 (a)나 (b)에 도시된 금속볼 결합시트(80) 대신에 사용하는 것도 물론 가능하다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 테스트 장치(1000, 2000, 3000, 4000)는 테스터 기판의 패드에 실장된 금속볼에 테스트 소켓의 금속볼 결합공을 삽입하는 것에 의해 테스트 소켓이 테스터 기판과 정렬하고, 피검사 디바이스는 피검사 디바이스의 단자가 테스트 소켓의 단자 결합공에 삽입되는 것에 테스트 소켓에 정렬될 수 있다. 따라서 종래와 같이 위치 정렬을 위한 소켓 하우징을 사용하지 않고도 간단한 방식으로 피검사 디바이스를 정렬하고 테스트할 수 있으므로, 테스트에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 장치(1000, 2000, 3000, 4000)는 수많은 테스트가 진행되어 테스트 소켓(100)이 손상되거나 파손되는 경우 테스터 기판의 패드에 실장된 금속볼에서 테스트 소켓을 분리하면 테스트 소켓을 쉽고 간단하게 교체하여 사용할 수 있으므로, 전체 테스트 공정이 효율적으로 진행될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 장치(1000, 2000, 3000, 4000)는 테스트 소켓만으로 테스터 기판과 피검사 디바이스를 정렬할 수 있으므로, 고속 신호용 반도체를 테스트하는데 활용될 수 있으며, 테스터 기판의 공간 활용성을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 테스트 소켓(1000, 2000, 3000, 4000)는 피검사 디바이스의 단자와 테스트 소켓의 금속볼이 도전부를 상측과 하측에서 가압하는 구조이므로, 테스트 소켓의 신호 전달 특성이 향상될 수 있다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 도전부(61)가 절연부(62)와 동일한 평면의 높이로 형성되는 것으로 나타냈으나, 도전부(61)는 단자 결합공(71) 내에 일부가 돌출되는 상부 돌출도전부를 형성할 수도 있고, 금속볼 결합공(81) 내에 일부가 돌출되는 하부 돌출도전부를 형성할 수도 있으며, 상부 돌출도전부와 하부 돌출도전부 모두를 갖는 형태로 형성할 수도 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10: 피검사 디바이스 11: 단자
20: 테스터 기판 21: 패드 22: 위치 정렬 홀
30, 100, 200, 300, 400: 테스트 소켓 31, 61: 도전부
32, 62: 절연부 35: 지지 프레임 36: 프레임 홀
40: 소켓 하우징 41: 개구부 42: 위치 정렬 핀
60: 이방성 도전시트 70: 단자 결합시트 71: 단자 결합공
80: 금속볼 결합시트 81: 금속볼 결합공 82: 슬릿
90: 금속볼 91: 코어 92: 금속 도금층
93: 솔더 도금층
50, 1000, 2000, 3000, 4000: 테스트 장치

Claims (8)

1. 단자를 갖는 피검사 디바이스를 테스트하기 위한 테스트 장치에 있어서,
   상기 피검사 디바이스의 단자와 대응하는 위치에 형성되고, 탄성 절연물질 내에 다수의 도전성 입자가 두께 방향으로 정렬되어 있는 도전부와, 상기 도전부 사이를 절연하면서 지지하는 절연부로 이루어지는 이방성 도전시트와,
   상기 도전부와 대응하는 위치에 단자 결합공이 관통 형성되고, 상기 이방성 도전시트의 상면에 부착되는 단자 결합시트와,
   상기 도전부와 대응하는 위치에 금속볼 결합공이 관통 형성되고, 상기 이방성 도전시트의 하면에 부착되는 금속볼 결합시트를 포함하여 이루어지는 테스트 소켓; 및
   상기 도전부와 대응하는 위치에 형성된 패드와, 상기 패드의 상면에 표면 실장된 구형의 금속볼을 구비하는 테스터 기판;을 포함하여 이루어지되,
   상기 금속볼은 상기 테스터 기판의 패드에 표면 실장 시 볼의 높이가 유지되는 코어를 가지고,
   상기 금속볼 결합공은 상단의 직경이 하단의 직경보다 크고, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 감소하는 형상으로 이루어지되, 상기 하단의 직경은 상기 금속볼의 직경보다 작고,
   상기 금속볼 결합시트의 하면에는 상기 금속볼 결합공으로부터 상기 금속볼 결합시트의 면방향을 따라서 상기 금속볼 결합공으로부터 멀어지도록 연장되는 슬릿이 마련되되, 상기 슬릿은 상기 금속볼 결합공에 적어도 둘 이상 마련되어 있으며, 상기 금속볼 결합공의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되며,
   상기 테스트 소켓은 상기 금속볼 결합공을 상기 금속볼에 삽입하는 것에 의해 상기 테스트 기판과 정렬하고, 상기 피검사 디바이스는 상기 단자가 상기 단자 결합공에 삽입되는 것에 의해 상기 테스트 소켓에 정렬되는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 금속볼은 구리를 코어로 갖는 구리 코어볼인 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구리 코어볼의 외측에는 솔더 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 단자 결합공은 상단의 직경이 하단의 직경보다 크거나, 상단과 하단의 직경이 동일하거나 또는 상단의 직경이 하단의 직경보다 작은 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 테스트 장치.

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