KR19990044775A - 전기적 접속 장치, 접촉자 제조 방법 및 반도체 시험 방법 - Google Patents

전기적 접속 장치, 접촉자 제조 방법 및 반도체 시험 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안정된 양호한 전류 전달 특성을 갖는 접촉자 밑 전기적 접속 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전기적 접속 장치는 코일 형상 스프링과, 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 변형 가능한 도전 부재를 포함하고, 상기 도전 부재의 일단이 제 1 전극에 접촉되어 타단이 제 2 전극에 접촉되면, 상기 도전 부재를 통해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 접속함과 동시에 상기 코일 형상 스프링이 수축함으로써 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대한 접촉의 압력을 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기적 접속 장치, 접촉자 제조 방법 및 반도체 시험 방법
본 발명은 일반적으로 반도체 장치 및 다른 전기 부품 등의 전기적인 접속 기구에 관한 것이고, 상세하게는 미세 피치로 다수 핀이 배열된 IC 패키지, 베어칩이나 웨이퍼 등의 고속·고주파 IC 및 다른 전기 부품 등에 대해서 전기적인 접속을 행하는 접속 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 장치나 다른 전기 부품 등에 대해서 전기적인 접속을 행하는 장치로서는 프로브핀 등의 접촉자가 일반적으로 사용된다.
도 12는 종래의 프로브핀의 구성을 나타내는 도면이다. 도 12의 프로브핀은 금속관(200), 코일 형상 스프링(201), 금속편(202) 및 단자 부분(203)을 포함한다. 코일 형상 스프링(201)은 금속관(200) 내부에 설치되고, 이 코일 형상 스프링(201)의 스프링포스에 의해 금속편(202)이 도면 상방으로 압압된다. 금속편(202)은 비시험 대상물인 반도체 장치 등의 외부 전극과 전기적인 접속을 행하기 위해서 설치되고, 상기 스프링포스가 금속편(202)과 외부 전극 사이의 접촉압을 만들어 낸다. 단자 부분(203)은 반도체 장치 등을 시험하는 시험 장치에 접속된다.
도 12의 프로브핀에서는 반도체 장치 등의 외부 전극에 금속편(202)이 접촉하면 금속편(202)으로부터 금속관을 거쳐서 단자 부분(203)에 전류가 흐른다. 이와 같은 구성의 프로브핀을 IC 패키지에 미세 피치로 배치된 다수의 핀에 대응해서 설치하기 위해서는 프로브핀 자체를 미세한 구조로 할 필요가 있다. 그러나 프로브핀은 비교적 복잡한 구성을 하고 있기 때문에 미세한 프로브핀을 제조하는 것은 어렵다. 또 미세화할 수 있더라도 고가가 되는 문제가 있다.
그래서 최근에는 도 13에 나타내는 것과 같은 프로브핀이 사용되는 경향이 있다. 도 13의 프로브핀은 가이드판(210), 가이드판(210)에 설치된 복수의 구멍(211) 및 구멍(211)에 삽입된 복수의 코일 형상 스프링(212)을 포함한다. 접촉자인 코일 형상 스프링(212)의 일단이 반도체 장치 등의 외부 전극에 접촉하고, 타단이 시험 장치에 접속된다. 이와 같은 구성의 프로브핀은 구성이 단순하고, 미세한 피치로 다수의 코일 형상 스프링(212)을 배치하는 것은 용이하다.
도 13의 구성의 프로브핀에서는 전류가 코일 형상 스프링(212)을 통해서 전달된다. 코일 형상 스프링(212)의 어느 일권과 다음의 일권이 비접촉으로 보존되어 있다고 하면, 전류는 코일 형상 스프링(212)의 금속선의 나선 형상 경로를 통해서 전달된다. 따라서 이 경우에 저항 및 인덕턴스가 커지는 문제가 있다.
도 13과 같이 코일 형상 스프링(212)의 어느 일권과 다음의 일권이 접촉하고 있는 부분이 많은 구조로 하면, 저항이나 인덕턴스를 작게 할 수가 있다. 그러나 이 경우에 코일 형상 스프링(212)이 외부 전극으로부터의 접촉 압력으로 수축하면, 어느 일권과 다음의 일권의 접촉 상태가 변화하고, 전류 전달 경로가 미묘하게 변화하고 만다. 따라서 접촉시의 전류 전달 특성에는 산포가 생겨버리는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 안정된 양호한 전류 전달 특성을 갖는 접촉자 및 전기적 접속 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 접촉자의 실시예를 나타내는 도면.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 의한 접촉자의 실시예의 변형례를 나타내는 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 또 다른 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 또 다른 예를 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 접촉자의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 8은 도 7a 및 도 7b에 나타낸 타입의 접촉자를 사용한 접속의 모양을 나타내는 도면.
도 9a 내지 도 9d는 도 1a에 나타낸 접촉자를 제조하는 제조 방법을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 의한 전기적 접속 장치를 사용한 반도체 장치 시험 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 11a 내지 도 11c는 도 10의 반도체 장치 시험 시스템에 의한 반도체 장치 시험 공정을 나타내는 도면.
도 12는 종래의 프로브핀의 구성을 나타내는 도면.
도 13은 종래의 프로브핀의 다른 구성을 나타내는 도면.
(부호의 설명)
10 접촉자
11 도전 부재
11a 금속 볼
12 코일 형상 스프링
20 가이드판
21 구멍
22 나사
23 나사 멈춤
24 기판
30 반도체 장치
31 외부 전극
40 와이어릴
41 압착 치구
41 와이어
50 테스터
51 테스트 헤드부
52 배선
53 콘택트부
60 LSI
61 외부 전극
청구항 1의 발명에서는 전기적 접속 장치는 코일 형상 스프링과, 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 변형 가능한 도전 부재를 포함하고, 상기 도전 부재의 일단이 제 1 전극에 접촉되어 타단이 제 2 전극에 접촉되면, 상기 도전 부재를 통해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 접속함과 동시에 상기 코일 형상 스프링이 수축함으로써 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대한 접촉의 압력을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전기적 접속을 코일 형상 스프링이 아니라 전기 부재를 통해서 행함으로써 전류의 전달 경로를 짧게 해서 저저항이면서 저인덕턴스의 안정된 전기 전달 특성을 실현함과 동시에, 코일 형상 스프링으로 접촉압을 생성하는 것이 가능해진다. 또 안정된 양호한 전기 전달 특성을 실현함으로써 전기 신호의 열화를 방지할 수가 있다.
청구항 2의 발명에서는 청구항 1 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 도전 부재는 상기 코일 형상 스프링의 경내에서 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하고, 상기 코일 형상 스프링의 내경보다도 큰 단부를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 도전 부재의 단부의 크기를 코일 형상 스프링의 내경보다도 크게 함으로써 도전 부재가 코일 형상 스프링으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 3의 발명에서는 청구항 1 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 도전 부재는 상기 코일 형상 스프링의 경내에서 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하고, 상기 코일 형상 스프링의 양단에 접속되는 단부를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 도전 부재의 단부를 코일 형상 스프링의 양단에 접속함으로써 도전 부재가 코일 형상 스프링으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 4의 발명에서는 청구항 1 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 도전 부재는 상기 코일 형상 스프링의 경외에서 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하고, 상기 코일 형상 스프링의 양단에 접속되는 단부를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 도전 부재의 단부를 코일 형상 스프링의 양단에 접속함으로써 도전 부재가 코일 형상 스프링으로부터 분리하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 5의 발명에서는 청구항 1 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 도전 부재는 병렬로 배치된 복수의 도전 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 복수의 도전 부재를 병렬로 배치함으로써 단일의 도전 부재를 사용하는 경우에 비교해서 도전 부재의 저항을 더욱 작게 할 수가 있다.
청구항 6의 발명에서는 청구항 1 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 전기적 접속을 확립하기 위해서 상기 도전 부재의 양단에 설치된 콘택트용 금속편을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 도전 부재의 양단에 콘택트용 금속편을 설치함으로써 안정된 전기 접속을 위한 콘택트를 확립할 수가 있다.
청구항 7의 발명에서는 청구항 6 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 콘택트용 금속편은 돌기 형상 전극을 감입하기 위한 오목부를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 볼 형상 전극을 감입하기 위한 오목부를 콘택트용 금속편에 설치함으로써 볼 형상 전극에 대한 안정된 콘택트를 확립할 수가 있다.
청구항 8의 발명에서는 청구항 6 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 콘택트용 금속편은 전극에 눌러붙이기 위한 첨예 선단부를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 전극에 눌러붙이기 위한 첨예 선단부를 콘택트용 금속편에 설치함으로써 핀 형상 전극 등에 대한 안정된 콘택트를 확립할 수가 있다.
청구항 9의 발명에서는 청구항 1 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 도전 부재의 상기 일단 및 상기 타단의 적어도 한쪽으로 설치된 도전성의 금속 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 도전성이 높은 금속 도금층을 통해서 전기 접속을 함으로써 안정된 전기 접속을 할 수가 있다.
청구항 10의 발명에서는 전기적 접속 장치는 코일 형상 스프링과, 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 변형 가능한 도전 부재를 포함하고, 상기 도전 부재의 일단이 제 1 전극에 접촉되어 타단이 제 2 전극에 접촉되면, 상기 도전 부재를 통해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 접속함과 동시에 상기 코일 형상 스프링이 수축함으로써 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대한 접촉의 압력을 생성하는 접촉자와, 각각에 상기 접촉자가 삽입되는 복수의 관통 구멍을 갖는 가이드판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전기적 접속을 코일 형상 스프링이 아니라 전기 부재를 통해서 행함으로써 전류의 전달 경로를 짧게 해서 저저항이면서 저인덕턴스의 안정된 전기 전달 특성을 실현함과 동시에, 코일 형상 스프링으로 접촉압을 생성하는 것이 가능해진다. 또 미세한 피치로 다수의 핀이 배열된 반도체 장치에 대해서도 대응한 미세 피치로 관통 구멍을 배치해서 접촉자를 삽입하는 것은 용이하고, 염가로 고성능의 전기적 접속 장치를 제공할 수가 있다.
청구항 11의 발명에서는 청구항 10 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 관통 구멍은 테이퍼 형상으로 형성된 내벽을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 관통 구멍을 테이퍼 형상으로 형성함으로써 접촉자가 관통 구멍으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 12의 발명에서는 청구항 10 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 복수의 관통 구멍의 각각의 내부에서 복수의 상기 접촉자가 직렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 관통 구멍 내에서 복수의 접촉자를 직렬로 배치함으로써 가이드판으로 접촉자를 지지하기가 용이해진다.
청구항 13의 발명에서는 청구항 12 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 복수의 관통 구멍은 그 연장의 도중에 단차 부분을 갖고, 상기 직렬로 배치되는 복수의 접촉자끼리의 접속부가 상기 단차 부분에 감입되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 가이드판으로 접촉자를 지지함으로써 접촉자가 관통 구멍으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 14의 발명에서는 청구항 12 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 복수의 관통 구멍은 그 연장의 도중에 단차 부분을 갖고, 상기 직렬로 배치되는 복수의 접촉자는 상기 단차 부분에 감입되는 중계 부재를 통해서 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 가이드판으로 중계 부재를 지지함으로써 접촉자가 관통 구멍으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 15의 발명에서는 청구항 10 기재의 전기적 접속 장치에서 상기 제 2 전극을 포함하는 기판을 더 포함하고, 상기 접촉자의 상기 타단은 상기 제 2 전극에 압착 실장되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 접촉자를 기판에 압착 실장함으로써 기판과의 전기적 접속을 향상할 수가 있다.
청구항 16의 발명에서는 접촉자 제조 방법은 코일 형상 스프링을 치구로 고정하고, 도전성의 금속으로 된 와이어를 상기 코일 형상 스프링 경내에 통과시키고, 상기 코일 형상 스프링의 양단에서 상기 와이어를 용해 절단함으로써 상기 코일 형상 스프링의 내경보다도 큰 금속구를 양단에 갖고 상기 코일 형상 스프링 내에 삽입된 도전 부재를 형성하는 각단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 단순한 공정으로 접촉자를 제조하는 것이 가능하고, 접촉자를 낮은 코스트로 대량으로 제조할 수가 있다.
청구항 17의 발명에서는 반도체 장치의 시험 방법은 코일 형상 스프링과 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 변형 가능한 도전 부재를 포함하여 상기 도전 부재의 일단이 제 1 전극에 접촉되어 타단이 제 2 전극에 접촉되면, 상기 도전 부재를 통해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 접속함과 동시에 상기 코일 형상 스프링이 수축함으로써 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대한 접촉의 압력을 생성하는 접촉자와, 각각에 상기 접촉자가 삽입되는 복수의 관통 구멍을 갖는 가이드판을 포함하는 전기적 접속 장치에 상기 제 1 전극을 갖는 반도체 장치를 장착하고, 상기 제 2 전극을 통해서 상기 반도체 장치에 대한 시험을 실시하고, 상기 전기적 접속 장치로부터 상기 반도체 장치를 제거하는 각 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에서는 도전 부재를 통해서 안정된 양호한 전기 전달 특성을 제공할 수가 있으므로, 전기 신호의 열화를 방지한 정밀도가 높은 반도체 장치 시험을 실시할 수가 있게 된다.
(실시예)
이하에 본 발명의 실시예를 첨부의 도면을 사용해서 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 접촉자의 실시예를 나타낸다.
도 1a의 접촉자(10)는 용이하게 변형 가능한 도전 부재(11) 및 코일 형상 스프링(12)을 포함한다. 도전 부재(11)는 예를 들어 금속제의 와이어 등으로 된 전류를 전달시키기 위한 부재이고, 그 양단에 금속 볼(11a)을 갖는다. 코일 형상 스프링(12)은 금속 볼(11a)이 반도체 장치 등의 외부 전극에 접촉하였을 때에 도 1b에 나타내듯이 축소함으로써 접촉압을 제공한다. 이 때에 도전 부재(11)는 도 1b에 나타내듯이 변형한다.
금속 볼(11a)의 직경은 코일 형상 스프링(12)의 내경보다도 큰 것이 바람직하고, 이 경우에 도전 부재(11)가 코일 형상 스프링(12)으로부터 누락해 버리는 일이 없다. 코일 형상 스프링(12)이 도전 재료로 구성되어 있어도 대부분의 전류는 최단 경로인 도전 부재(11)를 통해서 전달된다. 따라서 코일 형상 스프링(12)은 도전 재료이어도 비도전 재료이어도 상관없다.
이와 같이 본 발명에 의한 접촉자의 실시예에서는 코일 형상 스프링(12)이 접촉압을 생성하기 위한 탄성을 제공하고, 변형 가능한 도전 부재(11)가 전류 전달 경로를 제공한다. 도전 부재(11)의 경로는 짧으므로 인덕턴스 및 저항이 작은 양호한 전류 전달 특성을 실현하고, 또 외부 전극으로의 접촉시에도 전류 전달 경로는 변화하지 않으므로 안정된 전류 전달 특성을 실현할 수가 있다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 의한 접촉자의 실시예의 변형례를 나타낸다. 도 2a에서는 도전 부재(11A)의 양단이 코일 형상 스프링(12)에 용접된다. 도 2b에서는 도전 부재(11B)의 양단이 코일 형상 스프링(12)에 걸쳐져서 고정된다. 도 2c에서는 복수의 도전 부재(11C)가 설치되고, 그 양단이 코일 형상 스프링(12)에 용접된다. 도 2d에서는 도전 부재(11D)가 코일 형상 스프링(12)의 외부에 배치되고, 그 양단이 코일 형상 스프링(12)에 용접된다. 도 2e에서는 도전 부재(11e)가 코일 형상 스프링(12)의 외부에 배치되고, 그 양단이 코일 형상 스프링(12)에 걸쳐져서 고정된다. 도 2f에서는 복수의 도전 부재(11f)가 코일 형상 스프링(12)의 외부에 배치되고, 그 양단이 코일 형상 스프링(12)에 용접된다.
이와 같이 도 1의 접촉자와 동일의 기능은 다양한 변형례에 의해서 실시하는 것이 가능하다. 특히 도 2c 혹은 도 2f와 같이 복수의 도전 부재가 설치되는 구성에서는 도전 부재 한개의 경우에 비교해서 전류 전달 경로의 저항 및 인덕턴스를 더욱 작게 할 수가 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3a에 나타내듯이 본 발명에 의한 전기적 접속 장치는 본 발명에 의한 접촉자(10), 가이드판(20), 나사(22), 나사 멈춤(23) 및 기판(24)을 포함한다. 가이드판(20)에는 복수의 구멍(21)이 반도체 장치(30)의 외부 전극(31)에 위치에 대응해서 설치되고, 접촉자(10)가 구멍(21) 내부에 삽입된다. 가이드판(20)은 나사(22) 및 나사 멈춤(23)에 의해 기판(24)에 고정된다.
도 3b는 도 3a에 나타내는 전기적 접속 장치에서 부분(A)을 확대해서 나타내는 부분 확대도이다. 도 3b에 나타내듯이 접촉자(10)는 랜드 패턴(25)에 접하는 것처럼 가이드판(20)의 구멍(21) 내에 배치된다. 여기서 구멍(21)은 도면에 나타내듯이 예를 들어 중앙부에서 내경이 좁은 테이퍼 형상으로 되어 있고, 접촉자(10)가 누락하는 것을 방지한다. 랜드 패턴(25)에는 배선(26)이 설치되어 있고, 시험 장치(도시 않음)와 접속된다.
상기 실시예의 전기적 접속 장치에 의하면 반도체 장치(30) 등의 외부 전극(31)과, 안정된 양호한 전기 접속을 행할 수가 있고, 시험 장치에 의해서 반도체 장치(30)등의 시험을 용이하게 행할 수가 있게 된다. 또 접촉자(10) 및 가이드판(20)의 구조는 비교적 단순하기 때문에 미세화하기가 용이하고, 미세 피치로 외부 전극(31)이 배치된 반도체 장치(30)에 대해서도 충분하게 대응할 수가 있다.
도 4는 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 다른 실시예를 나타낸다. 도 4에서 도 3과 동일 요소는 동일 번호로 참조되고, 그 설명은 생략된다.
도 4의 실시예에서는 접촉자(10) 대신에 접촉자(10A)가 사용된다. 접촉자(10A)는 랜드 패턴(25)측의 단부가 금속 압착부(11b)로 해서 랜드 패턴(25)에 압착된다. 압착으로서는 예를 들어 납땜을 사용해서 금속 볼(11a)을 용해해서 랜드 패턴(25)에 접속하는 것을 생각할수 있다.
도 4에 나타내는 실시예에서는 접촉자(10A)와 랜드 패턴(25)을 압착함으로써 전기적 접속의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.
도 5는 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도 5에서 도 3과 동일의 요소는 동일의 번호로 참조되고, 그 설명은 생략된다.
도 5의 실시예에서는 구멍(27)을 갖는 두 개의 가이드판(20A, 20B)이 서로 겹쳐서 사용된다. 서로 겹치는 면의 구멍(27)의 위치에는 단차(27a)가 설치된다. 가이드판(20A)의 단차(27a)와 가이드판(20B)의 단차(27a)가 형성하는 공간 내에 직렬 접속되는 접촉자(10B)의 접속 부분(11c)을 감입하도록 배치한다. 이 구성에 의해서 접촉자(10B)의 누락을 방지할 수가 있다.
도 6은 본 발명에 의한 전기적 접속 장치의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도 6에서 도 5와 동일의 요소는 동일의 번호로 참조되고, 그 설명은 생략된다.
도 6의 실시예에서는 구멍(27)을 갖는 두 개의 가이드판(20A, 20B)이 서로 겹쳐서 사용된다. 서로 겹치는 면의 구멍(27)의 위치에는 단차(27a)가 설치된다. 가이드판(20A)의 단차(27a)와 가이드판(20B)의 단차(27a)가 형성하는 공간 내에 중계부재(13)가 감입된다. 직렬 접속되는 접촉자(10B)의 접속 부분(11c)이 중계 부재(13)에 접속된다. 직렬 접속되는 접촉자(10B)의 접속 부분이 중계 부재(13)에 삽입된다. 이 구성에 의해서 접촉자(10B)의 누락을 방지할 수가 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 접촉자의 다른 실시예를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b에서 도 1a 및 도 1b와 동일의 요소는 동일의 번호로 참조되고, 그 설명은 생략된다.
도 7a의 접촉자는 도전 부재(11)와, 코일 형상 스프링(12)과, 도전 부재(11)의 양단에 접속되는 콘택트용 금속편(14)을 포함한다. 도 7a의 콘택트용 금속편(14)은 오목부(14a)를 갖고 있고, 오목부(14a) 내에 BGA(Ball Grid Array) 타입의 반도체 장치 등의 볼 형상 외부 전극을 감입함으로써 확실한 전기적 접속을 확립할 수가 있다.
도 7b의 접촉자는 도전 부재(11)와, 코일 형상 스프링(12)과, 도전 부재(11)의 양단에 접속되는 콘택트용 금속편(15)을 포함한다. 도 7b의 콘택트용 금속편(15)은 뾰족한 선단부(15a)를 갖고 있고, 선단부(15a)를 QFP 타입의 반도체 장치 등의 핀 형상 외부 전극이나 도 3b의 기판(24)의 랜드 패턴(25)과 같은 전극에 강하게 눌러 붙임으로써 확실한 전기적 접속을 확립할 수가 있다.
이와 같이 도 7a 및 도 7b에 나타내는 접촉자에서는 접속하는 전극의 형상에 적당한 콘택트용 금속편을 설치함으로써 확실한 전기적 접속을 확립할 수가 있다. 또한 접촉자의 양단에 동일 형상의 콘택트용 금속편을 설치할 필요가 없고, 예를 들어 도 7a의 콘택트용 금속편(14)을 일단에 설치하고, 도 7b의 콘택트용 금속편(15)을 타단에 설치하는 구성으로 하여도 좋다.
도 8은 도 7a 및 도 7b에 나타내는 타입의 접촉자를 사용한 접속의 모양을 나타내는 도면이다. 도 8에서 도 3a 및 도 3b는 도 7a 및 도 7b와 동일 요소는 동일의 번호로 참조되고, 그 설명은 생략된다.
도 8의 접촉자에서는 콘택트용 금속편(14)이 일단에 설치되고, 콘택트용 금속편(15)이 타단에 설치된다. 또 콘택트용 금속편(14)의 오목부(14a)와 콘택트용 금속편(15)의 선단부(15a)에는 전기적 접속을 향상시키기 위해서 Au 등의 금속 도금(16)이 실시된다.
콘택트용 금속편(14)의 오목부(14a)에는 반도체 장치(30)의 볼 형상 외부 전극(31)이 감입되고, 콘택트용 금속편(15)의 선단부(15a)는 기판(24)의 랜드 패턴(25)에 눌러 붙여진다. 이에 따라 반도체 장치(30)의 볼 형상 외부 전극(31)과 랜드 패턴(25) 사이에서 확실한 전기적 접속을 행할 수가 있다.
도 9a 내지 도 9d는 도 1a에 나타내는 접촉자(10)를 제조하는 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 9a에 나타내듯이 와이어릴(40)로부터 와이어(42)가 인출되고, 압착 치구(41)에 고정되는 코일 형상 스프링(12) 내에 삽입된다. 도 9b는 와이어(42)가 코일 형상 스프링(12) 내에 삽입된 상태를 나타낸다. 이 상태에서 도 9c에 나타내듯이 예를 들어 수소 토치법으로 코일 형상 스프링(12)의 양단에서 와이어(42)를 열절단한다. 와이어(42)가 열절단되면 절단단에서 와이어(42)가 구상으로 굳고, 도 9d에 나타내듯이 코일 형상 스프링(12)의 내부에 삽입된 도전 부재(11)와 그 양단의 금속 볼(11a)이 구성된다.
도 9c에서는 수소 토치법으로 와이어(42)를 열절단하였지만, 예를 들어 전기 방전 처리로 와이어(42)를 열절단하여도 좋다.
이와 같이 본 발명에 의한 접촉자(10)는 단순한 공정으로 용이하게 제조할 수가 있고 ,대량 생산에 적절하다.
도 10은 본 발명에 의한 전기적 접속 장치를 사용한 반도체 장치 시험 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10의 반도체 장치 시험 시스템은 테스터(50), 테스트 헤드부(51), 테스트 헤드부(51)와 테스터(50)를 접속하는 배선(52), 테스트 헤드부(51)에 설치된 본 발명에 의한 전기적 접속 장치를 사용한 콘택트부(53)를 포함한다. 콘택트부(53)에는 LSI(60)가 감입되고, 테스터(50)에 의해서 LSI(60)의 시험을 한다. 도 10의 반도체 장치 시험 시스템은 예를 들어 도 3a에 나타내는 본 발명에 의한 전기적 접속 장치를 사용하는 것 이외에는 종래 기술의 범위이므로 상세한 설명은 생략한다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10의 반도체 장치 시험 시스템에 의한 반도체 장치 시험 공정을 나타내는 도면이다. 도 11a 내지 도 11c에서 도 3a 및 도 3b 및 도 10과 동일의 요소는 동일의 번호로 참조되고, 그 설명은 생략된다.
도 11a에 나타내듯이 콘택트부(53)는 LSI(60)의 외부 전극(61)의 배치에 대응해서 본 발명에 의한 접촉자(10)를 배열한 가이드판(20)을 포함한다. LSI(60)가 콘택트부(53) 내부에 삽입되어서 외부 전극(61)과 접촉자(10)와의 전기적 접속이 확립된다. 도 11b는 LSI(60)이 콘택트부(53) 내부에 삽입된 상태를 나타내고, 이 상태에서 LSI(60)에 대한 여러가지 전기적 시험이 실시된다. 시험 종료 후에 도 11c에 나타내듯이 LSI(60)가 콘택트부(43)로부터 제거된다.
이와 같이 본 발명에 의한 전기적 접속 장치를 구비한 도 10에 나타내는 반도체 장치 시험 시스템을 사용해서 도 11a 내지 도 11c에 나타내는 공정으로 반도체 장치의 시험을 행하면 용이하게 반도체 장치의 장착·제거를 행하면서도 안정된 양호한 전기적 접속 조건하에서 반도체 장치 시험을 실시할 수가 있게 된다.
이상 본 발명을 실시예에 의거해서 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 기재된 범위 내에서 자유롭게 변형·변경이 가능하다.
청구항 1의 발명에서는 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전기적 접속을 코일 형상 스프링이 아니라 도전 부재를 통해서 행함으로써 전류의 전달 경로를 짧게 해서 저저항이면서 저인덕턴스의 안정된 전기 전달 특성을 실현함과 동시에 코일 형상 스프링으로 접촉압을 생성할 수가 있게 된다. 또 안정된 양호한 전기 전달 특성을 실현함으로써 전기 신호의 열화를 방지할 수가 있다.
청구항 2의 발명에서는 도전 부재의 단부의 크기를 코일 형상 스프링의 내경보다도 크게 함으로써 도전 부재가 코일 형상 스프링으로부터 누락되는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 3의 발명에서는 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 도전 부재의 단부를 코일 형상 스프링의 양단에 접속함으로써 도전 부재가 코일 형상 스프링으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 4의 발명에서는 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 도전 부재의 단부를 코일 형상 스프링의 단부에 접속함으로써 도전 부재가 코일 형상 스프링으로부터 분리하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 5의 발명에서는 복수의 도전 부재를 병렬로 배치함으로써 단일한 도전 부재를 사용하는 경우에 비교해서 도전 부재의 저항을 더욱 작게 할 수가 있다.
청구항 6의 발명에서는 도전 부재의 양단에 콘택트용 금속편을 설치함으로써 안정된 전기 접속을 위한 콘택트를 확립할 수가 있다.
청구항 7의 발명에서는 볼 형상 전극을 감입하기 위한 오목부를 콘택트용 금속편에 설치함으로써 볼 형상 전극에 대한 안정된 콘택트를 확립할 수가 있다.
청구항 8의 발명에서는 전극에 눌러 붙이기 위한 첨예 선단부를 콘택트용 금속편에 설치함으로써 핀 형상 전극 등에 대한 안정된 콘택트를 확립할 수가 있다.
청구항 9의 발명에서는 도전성이 높은 금속 도금층을 통해서 전기 접속을 행함으로써 안정된 전기 접속을 행할 수가 있다.
청구항 10의 발명에서는 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전기적 접속을 코일 형상 스프링이 아니라 도전 부재를 통해서 행함으로써 전류의 전달 경로를 짧게 해서 저저항이면서 저인덕턴스의 안정된 전기 전달 특성을 실현함과 동시에, 코일 형상 스프링으로 접촉압을 생성하는 것이 가능해진다. 또 미세한 피치로 다수의 핀이 배열된 반도체 장치에 대해서도 대응한 미세 피치로 관통 구멍을 배치해서 접촉자를 삽입하는 것은 용이하고, 염가로 고성능의 전기적 접속 장치를 제공할 수가 있다.
청구항 11의 발명에서는 관통 구멍을 테이퍼 형상으로 형성함으로써 접촉자가 관통 구멍으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 12의 발명에서는 관통 구멍 내에서 복수의 접촉자를 직렬로 배치함으로써 가이드판으로 접촉자를 지지하는 것이 용이해진다.
청구항 13의 발명에서는 가이드판으로 접촉자를 지지함으로써 접촉자가 관통 구멍으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 14의 발명에서는 가이드판으로 중계 부재를 지지함으로써 접촉자가 관통 구멍으로부터 누락하는 것을 방지할 수가 있다.
청구항 15의 발명에서는 접촉자를 기판에 압착 실장함으로써 기판과의 전기적 접속성을 향상할 수가 있다.
청구항 16의 발명에서는 단순한 공정으로 접촉자를 제조하는 것이 가능하고, 접촉자를 낮은 코스트로 대량으로 제조할 수가 있다.
청구항 17의 발명에서는 도전 부재를 통해서 안정된 양호한 전기 전달 특성을 제공하는 것이 가능하므로, 전기 신호의 열화를 방지한 정밀도가 높은 반도체 장치 시험을 실시할 수가 있게 된다.

Claims (17)

  1. 코일 형상 스프링과,
    상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 변형 가능한 도전 부재를 포함하고, 상기 도전 부재의 일단이 제 1 전극에 접촉되어 타단이 제 2 전극에 접촉되면, 상기 도전 부재를 통해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 접속함과 동시에 상기 코일 형상 스프링이 수축함으로써 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대한 접촉의 압력을 생성하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 코일 형상 스프링의 경내에서 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하고, 상기 코일 형상 스프링의 내경보다도 큰 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 코일 형상 스프링의 경내에서 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하고, 상기 코일 형상 스프링의 양단에 접속되는 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 도전 부재는 상기 코일 형상 스프링의 경외에서 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하고, 상기 코일 형상 스프링의 양단에 접속되는 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 도전 부재는 병렬로 배치된 복수의 도전 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 전기적 접속을 확립하기 위해서 상기 도전 부재의 양단에 설치된 콘택트용 금속편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 콘택트용 금속편은 돌기 형상 전극을 감입하기 위한 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 콘택트용 금속편은 전극에 눌러붙이기 위한 첨예 선단부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  9. 제 1항에 있어서 상기 도전 부재의 상기 일단 및 상기 타단의 적어도 한쪽으로 설치된 도전성의 금속 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  10. 코일 형상 스프링과,
    상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 변형 가능한 도전 부재를 포함하고, 상기 도전 부재의 일단이 제 1 전극에 접촉되어 타단이 제 2 전극에 접촉되면, 상기 도전 부재를 통해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 접속함과 동시에 상기 코일 형상 스프링이 수축함으로써 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대한 접촉의 압력을 생성하는 접촉자와,
    각각에 상기 접촉자가 삽입되는 복수의 관통 구멍을 갖는 가이드판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 관통 구멍은 테이퍼 형상으로 형성된 내벽을 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 복수의 관통 구멍의 각각의 내부에서 복수의 상기 접촉자가 직렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 복수의 관통 구멍은 그 연장의 도중에 단차 부분을 갖고, 상기 직렬로 배치되는 복수의 접촉자끼리의 접속부가 상기 단차 부분에 감입되는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 복수의 관통 구멍은 그 연장의 도중에 단차 부분을 갖고, 상기 직렬로 배치되는 복수의 접촉자는 상기 단차 부분에 감입되는 중계 부재를 통해서 접속되는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 제 2 전극을 포함하는 기판을 더 포함하고, 상기 접촉자의 상기 타단은 상기 제 2 전극에 압착 실장되는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  16. 코일 형상 스프링을 치구로 고정하고,
    도전성의 금속으로 된 와이어를 상기 코일 형상 스프링 경내에 통과시키고,
    상기 코일 형상 스프링의 양단에서 상기 와이어를 용해 절단함으로써 상기 코일 형상 스프링의 내경보다도 큰 금속구를 양단에 갖고 상기 코일 형상 스프링 내에 삽입된 도전 부재를 형성하는 각단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
  17. 코일 형상 스프링과 상기 코일 형상 스프링의 신축 방향으로 연재하는 변형 가능한 도전 부재를 포함하여 상기 도전 부재의 일단이 제 1 전극에 접촉되어 타단이 제 2 전극에 접촉되면 상기 도전 부재를 통해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 접속함과 동시에 상기 코일 형상 스프링이 수축함으로써 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대한 접촉의 압력을 생성하는 접촉자와, 각각에 상기 접촉자가 삽입되는 복수의 관통 구멍을 갖는 가이드판을 포함하는 전기적 접속 장치에 상기 제 1 전극을 갖는 반도체 장치를 장착하고,
    상기 제 2 전극을 통해서 상기 반도체 장치에 대한 시험을 실시하고,
    상기 전기적 접속 장치로부터 상기 반도체 장치를 제거하는 각 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 시험방법.
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