KR20000055989A - 탄성 지지체를 갖는 집적회로 소자 검사 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1 ㎓ 이상의 높은 주파수로 동작하는 집적회로 소자를 검사하기에 적합한 검사 소켓에 관한 것으로서, 상기 검사 소켓은 동일 평면 상에 행렬로 면배열되어 있는 접속 수단 각각은 상기 집적회로 소자의 외부 리드와 상기 외부 기판의 전도성 패턴을 전기적으로 연결시키는 접속핀과 이 접속핀을 지지하는 탄성 지지체를 포함하며, 상기 접속핀은 상기 집적회로 소자의 외부 리드와 직접 접촉되는 오목면을 갖는 제1 접촉부와 이 제1 접촉부에 가해지는 누름힘이 직접 전달되는 제1 가압부와 상기 제1 접촉부와 반대쪽에 위치하며 상기 외부 기판의 전도성 패턴과 직접 접촉하고 반구 형상으로 돌출된 제2 접촉부와 상기 제1 가압부에 전달되는 것과는 반대 방향으로 상기 누름힘이 전달되는 제2 가압부를 구비하며, 상기 탄성 지지체는 상기 접속핀이 끼움 실장되는 관통 구멍과 상기 접속핀의 제1 가압부와 직접 접촉하는 제1 탄성면과 상기 접속핀의 제2 가압부와 직접 접촉하는 제2 탄성면을 구비한다. 따라서, 상기 제1 가압부에 전달된 누름힘이 상기 제1 탄성면에 의해 반발되어 상기 제1 접촉부에는 반발력이 전달되고 상기 제2 가압부에 전달된 누름힘은 상기 제2 탄성면에 의해 반발되어 상기 제2 접촉부에도 반발력이 전달됨으로써, 접속핀의 길이를 짧게 하면서도 피검사 소자 및 검사 기판과 접속핀의 전기적, 기계적 연결성을 개선할 수 있다.

Description

탄성 지지체를 갖는 집적회로 소자 검사 소켓 {IC Device Test Socket Having elastomeric support}

본 발명은 집적회로 소자 검사 소켓에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 집적회로 소자와 외부 검사 기판을 전기적으로 연결하는 접속핀이 탄성체로 이루어진 탄성 지지체와 조립된 접속 수단을 이용하여, 접속핀에 가해지는 누름힘이 상기 탄성 지지체에 의해 반발되어 접속핀과 집적회로 소자 및 검사 기판 사이의 전기적, 기계적 접속이 개선되도록 한 검사 소켓에 관한 것이다.

집적회로 소자의 제조가 완료되면 이 패키지 소자를 소비자에게 공급하기 전에 성능 검사와 신뢰성 검사, 예컨대 번인 검사(burn-in test)를 실시한다. 집적회로 소자를 검사하려면, 검사 장비와 검사할 소자를 전기적으로 연결시켜야 하는데, 이를 위하여 집적회로 소자를 검사 소켓에 장착하고 이 소켓을 검사용 기판에 연결시킨 다음, 검사 소켓의 접속 수단을 통해 피검사 소자를 검사 장비에 연결시킨다.

종래 검사 소켓에 사용되던 접속 수단은, 예컨대 "전기 부품을 착탈식으로 로드하는 소켓 장치"란 명칭으로 1998년 8월 4일에 출원된 한국 특허출원 제1998-26543호에 개시되어 있는 것처럼, 길이가 긴 전도성 리드 형태로 되어 있고, BGA(Ball Grid Array) 소자의 솔더 볼을 접속 수단의 리드 단부가 물어서 연결시키는 것이었다.

그러나, 이러한 구조의 접속 수단을 사용하는 검사 소켓은 접속 수단의 인덕턴스가 크다는 한계 때문에, 1 ㎓ 이상의 고주파 대역의 집적회로 소자를 제조하기는 불가능하다. 따라서, 접속 수단의 길이를 줄여서 인덕턴스의 한계를 극복할 필요가 있다.

검사 소켓에서는 위와 같은 인덕턴스의 문제뿐만 아니라 접속 수단의 전기 저항, 접속 수단과 집적회로 소자 리드 사이의 커패시턴스, 접속 수단과 접지 사이의 커패시턴스 등과 같은 전기적 성능도 고려해야 하지만, 이와 더불어 기계적인 관점에서 안정적인 접촉의 달성을 위한 고려도 함께 하여야 한다.

검사 소켓의 전기적 성능과 기계적 성능을 개선시키기 위한 종래 구조로는 소위 야마이치(Yamaichi) 접속 구조를 개량한 접속 시스템이 있는데, 이것은 예컨대 "Electrical Interconnect Contact System"이라는 명칭으로 1998년 5월 12일 특허된 미국특허 제5,749,738호와 "Contacting System for Electrical Devices"라는 명칭으로 1997년 7월 8일 특허된 미국특허 제5,645,433호에 개시되어 있다. 상기 미국특허 제5,749,738호에 개시된 구조에 따르면, 접속 수단과 집적회로 소자 리드 사이에 와이핑(wiping) 작용이 일어나도록 하여, 접촉되는 부위에 산화막이 존재하는 경우에도 양자의 안정적인 접속이 가능하도록 한다.

이러한 종래 검사 소켓은 접속 구조를 가능하면 짧게 하여 접속 수단에 의한 인덕턴스 문제를 극복함과 동시에 전기적, 기계적 접촉이 일어나는 부분의 성능과 신뢰성을 개선하는 방향으로 그 개발이 진행되어야 한다. 따라서, 지금까지 알려져 있는 접속 구조를 개량하여, 고주파수 응용 분야에 좀더 적합하고 기계적인 접촉 안정성이 우수한 검사 소켓을 개발한다면, 당해 기술 분야에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 고주파 집적회로 소자에 적합한 검사 소켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피검사 집적회로 소자 및 검사 기판과 전기적 연결성과 기계적 연결성이 개선된 검사 소켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 검사 소켓의 접속핀의 길이를 짧게 하여 접속핀의 인덕턴스 문제를 극복할 수 있는 검사 소켓을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 구조를 갖는 접속 수단의 개략 단면도이다.

도2는 본 발명에 따른 접속 수단을 구비하는 검사 소켓의 일부를 나타내는 개략 사시도이다.

도3은 본 발명에 따른 접속 수단을 구비하는 검사 소켓의 부분 확대도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

10 : 접속 수단

20 : 탄성 지지체

22 : 관통 구멍

24 : 제1 탄성면

26 : 제2 탄성면

30 : 접속핀

32 : 제1 접촉부

38 : 제2 접촉부

40 : 솔더 볼

50 : 검사 기판의 전도성 패턴

60 : 검사 소켓의 베이스

본 발명에 따르면, 집적회로 소자를 외부 기판과 전기적으로 연결시키며 복수의 접속 수단을 구비하는 검사 소켓이 제공된다. 상기 복수의 접속 수단은 동일 평면 상에 행렬로 면배열되어 있고, 접속 수단 각각은 상기 집적회로 소자의 외부 리드와 상기 외부 기판의 전도성 패턴을 전기적으로 연결시키는 접속핀과 이 접속핀을 지지하는 탄성 지지체를 포함한다. 상기 접속핀은 상기 집적회로 소자의 외부 리드와 직접 접촉되는 오목면을 갖는 제1 접촉부와 이 제1 접촉부에 가해지는 누름힘이 직접 전달되는 제1 가압부와 상기 제1 접촉부와 반대쪽에 위치하며 상기 외부 기판의 전도성 패턴과 직접 접촉하고 반구 형상으로 돌출된 제2 접촉부와 상기 제1 가압부에 전달되는 것과는 반대 방향으로 상기 누름힘이 전달되는 제2 가압부를 구비한다. 상기 탄성 지지체는 상기 접속핀이 끼움 실장되는 관통 구멍과 상기 접속핀의 제1 가압부와 직접 접촉하는 제1 탄성면과 상기 접속핀의 제2 가압부와 직접 접촉하는 제2 탄성면을 구비한다. 따라서, 상기 제1 가압부에 전달된 누름힘이 상기 제1 탄성면에 의해 반발되어 상기 제1 접촉부에는 반발력이 전달되고 상기 제2 가압부에 전달된 누름힘은 상기 제2 탄성면에 의해 반발되어 상기 제2 접촉부에도 반발력이 전달됨으로써, 이 반발력에 의해 접속핀은 집적회로 소자 및 외부 기판과 보다 신뢰성있게 전기적으로 및 기계적으로 연결된다.

본 발명에 따른 접속 수단은 1 ㎓ 이상의 고주파수로 동작하는 BGA 패키지 소자에 특히 적합하며, 접속핀의 상기 제1 접촉부는 이러한 BGA 패키지 소자의 솔더 볼과 직접 접촉된다.

이하 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 구조를 갖는 접속 수단의 개략 단면도이다.

본 발명의 접속 수단(10)은 탄성 지지체(20)와 접속핀(30)을 구비한다. 탄성 지지체(20)는 고무와 같은 탄성체로 이루어지며, 접속핀(30)이 끼움 결합되는 관통 구멍(22)과 제1 탄성면(24)과 제2 탄성면(26)을 구비한다. 제1 탄성면(24)과 제2 탄성면(26)은 지지체(20)의 윗면과 평행하며, 각각 접속핀(30)의 제1 접촉면(34)과 제2 접촉면(36)과 직접 접촉된다.

이러한 구조를 갖는 접속 수단(10)은 탄성 지지체(20)와 접속핀(30)을 별도로 제조한 다음 이것들을 조립하여 제조될 수도 있고, 탄성 지지체(20)에 접속핀(30)을 주입 사출하여 형성될 수도 있다.

접속핀(30)은 예컨대 구리 합금과 같은 전기 전도성 재료로 만들어진다. 접속핀(30)은 집적회로 소자의 외부 리드, 예컨대 BGA 패키지 소자의 솔더 볼(40)과 직접 접촉하는 제1 접촉부(32)와 외부 기판, 예컨대 검사 기판의 전도성 패턴(50)과 직접 접촉하는 제2 접촉부(38)를 구비한다. 접속핀(30)의 제1 접촉부(32)는 구 모양의 솔더 볼(40)과의 접속을 고려하여 오목면 형상의 구조를 가지며, 제2 접촉부(38)는 검사 기판의 전도성 패턴(50)이 평면으로 형성되어 있음을 고려하여 반구 형상으로 돌출되어 있다. 접속핀(30)의 제1 접촉부(32)는 탄성 지지체(20)의 윗면보다 더 위쪽으로 튀어나와 있고, 제2 접촉부(38)는 탄성 지지체(20)의 밑면보다 더 아래쪽으로 튀어나와 있다.

접속 수단(10)은 이하에서 설명이 되겠지만 복수개가 검사 소켓에 조립되는데, 검사 소켓에 검사할 BGA 패키지 소자(도시 아니함)를 장착하면 BGA 패키지 소자의 솔더 볼(40)이 접속핀(30)의 제1 접촉부(32)에 닿으면서 아래쪽으로 압력을 가하여 제1 접촉부(32)에는 누름힘이 작용한다. 이 누름힘은 접속핀(30)의 제1 가압부(34)에 전달됨과 동시에, 접속핀(30)의 기둥(35)을 통해 제2 가압부(36)에도 전달된다. 여기서 한가지 주목해야 할 것은, 제1 가압부(34)에 전달되는 힘의 방향은 상기 누름힘의 방향과 동일하지만, 제2 가압부(36)에 가해지는 힘의 방향은 상기 누름힘의 방향과 반대 방향이라는 것이다.

제1 가압부(34)에 전달된 누름힘은 탄성 지지체(20)의 제1 탄성면(24)에도 전달되는데, 제1 탄성면(24)에 전달된 힘은 탄성면에 의해 반발되어 누름힘의 함수로 정해지는 반발력이 제1 접촉면(32)에 전달된다. 이 반발력은 상기 누름힘과 반대 방향으로 작용하므로, 솔더 볼(40)과 접속핀(30)의 제1 접촉부(32) 사이의 접촉력이 강화된다.

이와 마찬가지로, 제2 가압부(36)에 전달된 힘은 탄성 지지체(20)의 제2 탄성면(24)에 전달되고, 제2 탄성면의 탄성력에 의해 접속핀(30)의 제2 접촉부(38)와 검사 기판의 전도성 패턴(50)과 접착력이 강화된다.

접속핀(30)의 기둥(35)은 솔더 볼(40)에 가해지는 누름힘 방향에 대해 일정한 각도로 기울어져 있어서, 누름힘이 제1 가압부(34)에는 동일한 방향으로 작용하지만, 제2 가압부(36)에는 반대 방향으로 작용한다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 접속 수단(10)은 탄성 지지체(20)의 탄성력을 이용하기 때문에, 접속핀(30)은 탄성력을 가지지 않아도 되고, 따라서 접속핀(30) 자체의 길이를 더 짧게 하는 것이 가능하다. 따라서, 피검사 집적회로 소자를 검사 기판까지 연결시키는 접속 수단에 의한 인덕턴스 문제를 극복할 수 있으므로, 1 ㎓ 이상의 높은 주파수로 동작하는 집적회로 소자의 검사를 할 수가 있다. 또한, 접속핀과 검사 기판의 전도성 패턴은 접촉식으로 연결되기 때문에, 검사 소켓을 검사 기판에 실장하고 제거하기가 편리하다. 그리고, 탄성 지지체의 탄성력에 의해 검사 소켓과 집적회로 소자 및 검사 기판 사이의 전기적 연결성 뿐만 아니라 기계적 연결성이 향상되므로 보다 안정적인 접속이 가능하다.

도2는 본 발명에 따른 접속 수단을 구비하는 검사 소켓의 일부를 나타내는 개략 사시도이다. 도1에 나타낸 구조를 갖는 복수의 접속 수단(10)은 검사 소켓, 예컨대 검사 소켓의 베이스(60)에 행렬로 면배열되어 있다. 각각의 접속 수단(10)의 검사 소켓의 베이스(60)에 형성된 홈에 삽입된 구조로 되어 있다. 도3에 확대도로 나타낸 바와 같이, 각각의 접속 수단(10)의 접속핀(30)은 탄성 지지체(20)의 상부면보다 더 위쪽으로 돌출되어 있어서 접속핀(30)의 제1 접촉부(32)에는 BGA 패키지 소자의 솔더 볼(40)이 밀착 접촉된다.

앞에서도 설명한 바와 같이, 관통 구멍이 형성된 탄성 지지체(20)를 베이스(60)에 조립한 다음 관통 구멍에 접속핀(30)을 사출 성형함으로써 접속 수단(10)을 검사 기판에 조립할 수도 있고, 별도로 제조된 접속핀(30)과 탄성 지지체(20)를 조립한 다음 베이스(60)의 홈에 이 조립체를 삽입할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 접속 수단에서는 탄성 지지체의 탄성력에 의한 반발력을 이용하기 때문에, 접속핀의 길이를 보다 짧게 할 수 있고, 따라서 고주파수로 동작하는 집적회로 소자에 적용될 수 있는 검사 소켓을 구현할 수 있다.

Claims (5)

1. 집적회로 소자를 외부 기판과 전기적으로 연결시키며 복수의 접속 수단을 구비하는 검사 소켓에 있어서,

   상기 복수의 접속 수단은 동일 평면 상에 행렬로 면배열되어 있고,

   상기 접속 수단 각각은 상기 집적회로 소자의 외부 리드와 상기 외부 기판의 전도성 패턴을 전기적으로 연결시키는 접속핀과 이 접속핀을 지지하는 탄성 지지체를 포함하며,

   상기 접속핀은 상기 집적회로 소자의 외부 리드와 직접 접촉되는 오목면을 갖는 제1 접촉부와 이 제1 접촉부에 가해지는 누름힘이 직접 전달되는 제1 가압부와 상기 제1 접촉부와 반대쪽에 위치하며 상기 외부 기판의 전도성 패턴과 직접 접촉하고 반구 형상으로 돌출된 제2 접촉부와 상기 제1 가압부에 전달되는 것과는 반대 방향으로 상기 누름힘이 전달되는 제2 가압부를 구비하며,

   상기 탄성 지지체는 상기 접속핀이 끼움 실장되는 관통 구멍과 상기 접속핀의 제1 가압부와 직접 접촉하는 제1 탄성면과 상기 접속핀의 제2 가압부와 직접 접촉하는 제2 탄성면을 구비함으로써, 상기 제1 가압부에 전달된 누름힘이 상기 제1 탄성면에 의해 반발되어 상기 제1 접촉부에는 반발력이 전달되고 상기 제2 가압부에 전달된 누름힘은 상기 제2 탄성면에 의해 반발되어 상기 제2 접촉부에도 반발력이 전달되는 것을 특징으로 하는 검사 소켓.
2. 제1항에서, 상기 탄성 지지체는 고무로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 검사 소켓.
3. 제1항에서, 상기 집적회로 소자는 BGA 패키지 소자이며 상기 외부 리드는 BGA 패키지 소자의 솔더 볼인 것을 특징으로 하는 검사 소켓.
4. 제1항에서, 상기 접속핀은 상기 탄성 지지체에 주입 사출법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 검사 소켓.
5. 제1항에서, 상기 접속핀은 상기 누름힘이 작용하는 방향에 대하여 소정의 각도로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 검사 소켓.