KR20010007091A

KR20010007091A - 테스트용 소켓

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Publication number: KR20010007091A
Application number: KR1020000026972A
Authority: KR
Inventors: 타카다시게루; 토쿠모야스시; 마에카와시게키; 카네코케이코
Original assignee: 다니구찌 이찌로오; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤; 기타오카 다카시
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-01-26
Also published as: TW471085B; US6344753B1; GB2351190B; GB2351190A; GB0012407D0; JP2001004698A; DE10025211A1; KR100380540B1

Abstract

IC 등의 외부 접속용 단자에 대한 접촉단자의 안정한 접촉을 확보하고자 한다. 접촉단자(20)가, IC 등의 외부 접속단자(50)와 접촉하는 영역에, 규정 범위의 곡률 반경의 접촉용 돌기부(24)를 1개 이상 형성한다. 또한, 외부 접속단자(50)와 접촉하는 영역에, 볼록부(22) 및 오목부(23)를 다수 형성하고, 볼록 정상부를 곡률 반경이 2∼15미크론의 대략 구면으로 구성하였다.

Description

테스트용 소켓{TEST SOCKET}

본 발명은 전자 기기 또는 반도체 패키지의 전기적 모든 특성의 측정을 안정하게 계속적으로 행할 수 있는 테스트용 소켓에 관한 것과 아울러, 그 접촉단자(측정용 콘택트 또는 콘택트 핀)의 제조에 관한 것이다.

종래의 테스트용 소켓(측정용 소켓)에 따른 접촉단자(콘택트)와 IC(반도체 패키지)의 외부 접속단자의 전기적 접촉방법을, 표면실장 IC(QFP)를 예로 들어 나타낸다.

도 10은, 피측정 IC(10)와, 접촉단자(20)(콘택트)를 복수로 갖춘 테스트용 소켓(60)의 사시도를 나타낸다. 테스트용 소켓(60)의 접촉단자(20)는, 절연성 부재의 하우징(30)에 매립되어 있고, 접촉단자(20)의 접촉면(21)과 피측정 IC(10)의 외부 접속단자(50)의 상면을 누르는 것에 의해 접촉시킨다.

도 11은, 그 접촉부의 확대 단면도를 나타낸다. 도 11a는, 접촉단자(20)의 접촉면(21)과 피측정 IC(10)의 외부 접속단자(50)의 접촉면(51)의 확대도, 도 11b는 가압 접촉시의 접촉면의 상태를 나타낸 도면이다.

피측정 IC(10)의 IC외부 접속단자(50)의 표면에는 산화성 절연 피막(52)(이하, 적당히 산화 피막으로 칭함)이 존재하고, 그 전기저항은 높다. 따라서, 양호한 전기적 접촉을 얻기 위해서는 그 산화 피막(52)을 파괴하여, 전기적 도통을 얻어야할 접촉면(51)을 접촉시켜야 한다. 이를 위해 접촉단자(20)와 외부 접속단자(50)를 접촉시킨 상태에서 더욱 일정량 밀어 넣고, 접촉단자(20)를 휘게 하고, 접촉단자(20)의 접촉면(21)과 IC외부 접속단자(50)의 접촉면(51) 사이에서 상대적인 미끄러짐 정도를 일으켜서, 산화 피막(52)을 파괴하고, 접촉면(51)과 접촉함으로써 전기적 접촉이 된다.

상술한 종래의 접촉단자(콘택트)에 의한 접촉에 대해서는 아래와 같은 과제가 존재한다.

첫째로, 상기 접촉방법에 있어서, 접촉단자(20)와 IC 외부 접속단자(50)의 접촉면끼리가 상대적인 미끄러짐 정도를 일으키는 것에 의한, IC 외부 접속단자(50)의 산화 피막(52)의 파괴에 따라, IC 외부 접속단자(50)를 구성하는 부재(54), 이 경우 땜납 도금이 접촉단자(20)의 접촉면(21)에 응착한다. 상대적인 미끄러짐 정도를 크게 하면 산화 피막(52)의 파괴 및 접촉면의 확대에 기여하고, 양호한 전기적 접촉을 하기 위해서는 효율적이지만, 상기 접촉면(21)으로의 땜납의 응착량도 많아져 버린다. 이 응착물은 일반적으로 상기 땜납과 같이 산화하는 금속인 것이 많고, 표면 산화와 퇴적을 반복함으로써, 접촉 저항이 증대하고, 양호한 전기적 접촉이 방해된다. 즉, 비교적 새로운 상태의 접촉단자(20)는 양호한 전기적 접촉을 얻고 있지만, 접촉 회수 즉, 측정 회수를 중복하는 동안에 점차 접촉저항이 증대해서 양호한 전기적 접촉을 얻을 수 없게 된다고 하는 콘택트 수명의 문제가 있다.

둘째로, 양호한 전기적 접촉을 얻을 없으면, IC가 진정한 양품인 것에 관계없이, 불량품으로 오판정되어, 진정한 양품을 파기하는 경우가 있다.

셋째로, 오판정해서 불량품으로 된 IC의 발생률이 어느 규정 값을 초과하였을 경우는, 오판정에 의한 불량품 IC 군을 재차 측정하여 고치게 되고, 이를 위해서는 불필요한 시간이나 비용을 소비하게 되어 바람직하지 못하다.

네째로, 현재 상태 IC의 IC외부 접속단자는 미세화, 좁은 피치화되는 경향에 있고, 이에 따라서, 전기적 모든 특성을 측정할 때에, IC로부터 발생된 이물, 예를 들면 수지의 작은 조각(Burr)이나 수지에 포함되는 유리 충전재 등이 접촉단자와 IC 외부 접속단자간에 개재되기 위해 일어나는 접촉 불량도 문제가 된다.

이 문제에 대한 수단으로서는, 일본국 특개소 58-199545호 공보에서는 접촉단자의 선단에 첨예한 돌기체를 복수 형성해서 이물이 개재되더라도 이것을 피해서 접촉하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 상기 돌기체 첨예부가 첨예한 형상이기 때문에, IC 외부 접속단자를 손상하는 것에 의한 외관 불량이나, 실장 불량을 일으킨 적도 있었다는 문제를 갖는다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 주어진 것으로서, 전자기기의 외부 접속단자와, 테스트용 소켓의 접촉단자의 안정된 접촉을 확보하고, 계속적으로 안정된 접촉을 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 피측정 IC의 IC 외부 접속단자와 접촉단자의 사시도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 접촉단자와 IC 외부 접속단자의 접촉면의 개략적인 확대 단면도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 접촉단자와 IC 외부 접속단자의 접촉상태를 나타내는 개략적인 확대 단면도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 피측정 IC의 IC 외부 접속단자와 접촉단자의 접촉시의 동작을 설명하기 위한 확대 단면도,

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 피측정 IC의 IC 외부 접속단자와 접촉단자의 접촉동작을 설명하기 위한 측면도,

도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 피측정 IC의 IC 외부 접속단자와 접촉단자의 접촉동작을 설명하기 위한 측면도,

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 피측정 IC의 IC 외부 접속단자와 타 접촉단자의 접촉동작을 설명하기 위한 측면도,

도 8은 본 발명에 의한 테스트용 소켓의 접촉단자의 접촉의 안정성을 나타낸 도면,

도 9는 본 발명의 테스트용 소켓의 접촉단자의 안정된 접촉의 계속성을 나타내는 도면,

도 10은 피측정 IC와 접촉단자의 개략적인 사시도,

도 11은 IC 외부 접속단자와 종래의 접촉단자가 접촉할 때의 동작을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 피측정 IC 20 : 접촉단자(콘택트)

21 : 접촉단자의 접촉면 22 : 볼록부

23 : 오목부 24 : 접촉용 돌기부

25 : 가이드용 돌기부 26 : 평면 수신부

27 : 평면 수신면부 28 : 경사 수신부

30 : 하우징 50 : IC 외부 접속단자

51 : IC 외부 접속단자의 접촉면

52 : IC 외부 접속단자 표면의 산화성 절연 피막(산화피막)

54 : IC 외부 접속단자를 구성하는 부재

55 : 가장 바깥쪽 표층(땜납 도금층)

56 : 산화 피막 57 : 경질 피막

57a : 절연 피막 60 : 테스트용 소켓

70 : 밀기 기구

본 발명의 제 1 면에 따른 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자와 전기적 접촉을 하는 접촉단자를 구비한 테스트용 소켓에 있어서, 상기 접촉단자에는 상기 외부 접속단자에 접촉하는 부분에, 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부에 인접하여 넓어지는 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 2 면에 따른 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 제 1 면에 기재된 것에 있어서, 상기 접촉단자의 상기 복수의 볼록부의 형상을 곡률 반경이 2∼15미크론의 대략 구면으로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 3 면에 따른 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 제 1 면에 기재된 것에 있어서, 상기 접촉단자의 상기 복수의 볼록부와 상기 복수의 오목부의 표면에 도전성의 경질 피막을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 4 면에 따른 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자와 전기적 접촉을 하는 접촉단자를 구비한 테스트용 소켓에 있어서, 상기 접촉단자에는, 선단이 곡률 반경 0.03∼0.3mm의 대략 구면 또는 원통면으로 구성된 상기 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자에 접촉하는 접촉용 돌기부를 1 개 이상 구비하고, 또한, 상기 접촉용 돌기부의 상기 외부 접속단자에 접촉하는 부분에 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부에 인접하여 넓어지는 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 5 면에 따른 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 제 4 면에 기재된 것에 있어서, 상기 접촉단자에는, 상기 접촉단자의 상기 접촉용 돌기부보다 더 선단 측에서 상기 접촉용 돌기부와 소정 거리 떨어지고, 상기 접촉용 돌기부와 동일 방향에 상기 접촉용 돌기부보다 길게 신장된 상기 외부 접속단자의 가이드용 돌기부를 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 6 면에 따른 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 제 4 면에 기재된 것에 있어서, 상기 접촉단자에는, 상기 접촉용 돌기부의 전후에 상기 접촉용 돌기부 선단과 단차의 어느 평면 수신부 또는 상기 접촉용 돌기부 선단에서 천천히 하강하며 늘어나는 경사면을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 7 면에 따른 접촉단자의 제조방법은, 상기 제 1 내지 제 6 면 중 어느 하나에 기재된 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓의 접촉단자의 제조에 있어서, 상기 접촉단자의 상기 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자가 접촉하는 부분을 방전 가공으로 소기의 면을 거칠게 가공한 후, 전해 니켈 도금을 실시하고, 그 위에 금 도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 8 면에 따른 전자 기기 또는 반도체 패키지는, 상기 제 1 내지 제 6 면 중 어느 하나에 기재된 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓을 이용하여 전기적 특성 테스트를 한 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도면내, 동일한 부호는 동일 또는 상당하는 부분을 나타내기 때문에, 중복된 설명은 생략한다.

(제 1 실시예)

도 1∼도 3은, 이 발명의 제 1 실시예에 의한 콘택트 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 IC의 IC 외부 접속단자에 대해서 접근하는 테스트용 패키지의 접촉단자(콘택트)의 사시도, 도 2는 접촉단자와 IC 외부 접속단자가 접촉하는 부분의 확대 측면도, 도 3은 이 접촉단자를 이용하여 IC를 테스트 측정할 때의 동작을 설명하는 측면에서의 단면도이다.

도 1에 있어서, 10은 피측정 IC, 50은 피측정 IC(10)의 IC 외부 접속단자, 20은 접촉단자(콘택트 또는 콘택트 핀), 24는 접촉단자(20)의 선단 부근에 설치된 접촉용 돌기부를 나타낸다. 또, 접촉단자(20)는, 도 10에서 나타낸 것과 같이, 테스트용 패키지(60)에 소정의 배열로 수용된다.

다음으로, 도 2 및 도 3에 있어서, 22는 접촉용 돌기부(24)의 표면에 형성된 볼록부, 23은 접촉용 돌기부(24)의 표면에 형성된 오목부를 나타낸다. 또한, 55는 IC 외부 접속단자(50)의 가장 바깥 표층을 나타내고, 본 실시예의 경우에는 땜납 도금 피막을 나타내고 있다. 56은 IC 외부 접속단자(50)가 접촉단자(20)와 접하는 면에서, 가장 바깥 표층(땜납 도금층)(55)의 표면에 생긴 산화 피막을 나타낸다.

본 실시예에서는, 도 2에 나타낸 것처럼, 접촉단자(20)의 IC 외부 접속단자(50)와의 접촉부분에서, 접촉단자(20)의 베이스 부분에서 돌기시킨 접촉용 돌기부(24)를 형성하고, 또한 그 접촉용 돌기부(24)의 선단을 곡률 반경 0.03∼0.3mm의 대략 구면 또는 원통 면으로 구성되었다.

특히 반도체 패키지의 테스트 공정에서는, 패키지 자체에서 발생하는 이물의 발생, 예를 들면 패키지의 몰드 수지의 파편(burr)이나 몰드 수지 내에 포함되는 유리 비즈(glass beads) 등의 충전재(filler)가 있다.

이들 이물이, 접촉단자(20)와 외부 접속단자(50)의 사이에 끼이므로써, 전기접촉 불량이 발생하여, 진정한 양품이 불량으로 판정되어 버린다.

특히 실시한 상기 이물의 크기의 분포 조사 결과, 10∼100미크론 정도의 크기가 있는 것을 알 수 있고, 본 실시예에서는, 접촉단자(20)의 선단을 뾰족해지게 함으로써, 상기 이물이 얹히지 않는 수단을 강구하였다.

접촉용 돌기부(24)의 형상(선단의 곡률 반경)을 변화하며 실험한 결과, 돌기부 선단의 형상을 R형상으로 0.3mm 의 곡률 반경 이하로 하는 것으로 접촉용 돌기부(24)의 선단 부분에 이물이 얹히는 확률이 매우 작아지게 되는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 접촉용 돌기부(24)를 갖는 접촉단자(20)의 시험적으로 만들 수 있는 것은 R 0.03mm 정도가 최소 한계인 것을 알 수 있었다.

또한, 본 실시예에서는 상술한 접촉용 돌기부(24)의 선단, 즉, 적어도 IC의 외부 접속단자(50)와 접촉하는 영역에, 매끄러운 곡면으로 구성되는 볼록부(22) 및, 오목부(23)를 다수 형성하고, 오목부(23)는 볼록부(22)로부터 아래쪽으로 넓어지는 공간을 갖도록 구성되었다. 또한, 볼록부(22) 정상부의 곡률 반경을 IC 외부 접속단자(50)의 표면에 가해진 가장 바깥 표층(땜납 도금) 두께 10미크론 이상이 되도록 구성하였다. 이 오목부의 깊이는 깊을수록 좋다.

이 미소 돌기는 볼록부(22)와 오목부(23)를 구성하는 곡면이 거의 연속하기 때문에, 인체의 위나 장의 내벽의 부드러운 돌기 형상과 비슷하다.

이 요철면 형상의 구체적인 제작 방법으로서, 먼저, 베릴륨(Be) 동이나 인(P) 청동 등의 탄성을 갖는 판 재료를 프레스 가공으로 접촉용 돌기부를 갖는 접촉단자 형상으로 가공하고, 접촉용 돌기 부분을 국소적으로 방전 가공하여 표면 거칠기를 거칠게 한 후, 니켈 도금을 가하고, 이 니켈 도금을 성장시킴으로써, 소기의 요철 면을 만들었다.

방전가공 조건에는 특별히 제약은 없지만, 방전 가공할 때에 상기 콘택트의 재료가 되는 금속이 방전으로 용융하고, 수 미크론 정도의 직경의 금속 입자가 되어 피 가공 재료 표면에 재부착 함으로써, 상기 볼록부의 핵이 될 수 있다는 것을 알 수 있고, 또 방전 가공할 때에 전극(와이어 또는 금형 조각 전극)의 둘레를 냉각하는 물 또는 등유 등이 흐르는 유속을 와이어가 끊어지기도 하고 금형 조각 전극이 손상을 받지 않는 범위에서 가능한 한계가 떨어지는 쪽이 핵 생성에 유리하다는 것을 알 수 있었다. 즉 본 실시예에서는, 방전가공으로 콘택트 표면을 의도적으로 거칠게 해놓고, 도금을 성장시켜서 요철을 형성하게 된다.

본 실시예에서는 방전가공을 와이어-컷(wire-cut)식 또는 금형 조각식 방전가공으로 접촉단자의 일부를 가공했지만, 방전가공, 예를 들면 와이어-컷식으로 접촉단자 전체를 가공해도 문제는 없다.

더욱이, 도금은 니켈 도금을 전해 도금법으로 실시하였다. 도금액으로서는 무광택의 도금액을 선택하고, 3A/cm²에서 20분 도금함으로써, 선단의 곡률 반경이, 평균값에서 약 10미크론(5∼15미크론에서 변화함)의 볼록 부분이 형성된다. 미소 돌기의 볼록부의 곡률 반경에 대해서는, 상기 도금 시간을 제어함으로써 선단의 곡률을 변화하는 것이 가능하다.

또한, 도 2에서는, 접촉단자(20)의 베이스 부분에서 돌기시킨 접촉용 돌기부(24)는 1 개소만을 나타내었지만, 복수 개라도 좋다.

또한, 접촉용 돌기부(24)의 표면에 형성하는 볼록부(22)는 대략 구면의 일부가 없어도, 예를 들면 원통면 형상과 같은 것이어도 효과는 있다.

IC 외부 접속단자(50)의 가장 바깥쪽 표층(55)을 형성하는 부재는 상술한 것처럼 땜납이고, 그 두께는 약 10미크론이다. 접촉단자(20)의 IC 외부 접속단자(50)와 접촉하는 부분에 형성된 미소 요철을 구성하는 곡면의 표면 거칠기는 약 0.1∼0.5미크론 이하가 된다.

본 실시예에서는 볼록부(22) 정상부의 곡률 반경으로서 약 10미크론을 목표로 한 결과, 오목부(23)의 깊이는 약 20미크론이 되었다. 여기서, 오목부(23)의 깊이의 정의는 도 3b에 도시한 것처럼, 피크 선 Lp과 바닥 선 Lv의 간격으로 정의한다.

또, 일반적으로는 IC 외부 접속단자(50)의 가장 바깥쪽 표층(55)(땜납 도금)의 두께에 상당하는 크기로 하여 채용하는 볼록부(22)의 정상부의 곡률 반경은 2∼15미크론 정도로 하는 것이 좋다.

본 실시예에서는 땜납 도금층으로 콘택트를 예로 들었지만, 소성 변형하는 연질 금속재료이라면, 금이나 은 등의 전극에 대해서도 사용할 수 있다. 또한 반도체 패키지의 외부 접속단자로서 리드 단자를 예로 들었지만, 예를 들면 BGA나 CSP 등의 땜납 볼 전극에 대해서도 상기한 미소 요철은 유효하고, 땜납 볼용 콘택트의 선단에 미소 요철을 형성하면 좋다.

다음으로 측정할 때에서의 상기 미소 요철부의 작용에 대해서 설명한다.

도 1을 참조하여서, 상술한 것처럼, 피측정 IC(10)는 접촉단자(20)에 대향해서 설치되고, 밀기 기구(pressing tool)(70)에 의해 IC 외부 접속단자(50)가 접촉단자(20)에 접촉하는 위치까지 눌려진다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조한다. 도 2는, 접촉단자(20)의 선단 부근의 접촉용 돌기부(24)가 IC외부 접속단자(50)에 근접하는 상태, 도 3a는 접촉용 돌기부(24)의 볼록부(22)가 IC 외부 접속단자(50)의 산화 피막(56)에 접한 상태, 도 3b는 볼록부(22)가 산화 피막(56) 까지 연장된 상태, 도 3c는 접촉 후의 상태를 나타낸다.

도 3a의 위치보다 약간량 피측정 IC(10)를 누르면, 도 3b에 나타낸 것처럼, 접촉단자(20)의 접촉용 돌기부(24)에 설치된 볼록부(22)가, IC 외부 접속단자(50)의 산화 피막(56)을 파괴하고, 또한 가장 바깥쪽의 표층(땜납 도금 피막)(55) 까지 연장된다.

여기서, 볼록부(22)의 정상부의 곡률 반경은, 이 가장 바깥쪽의 표층(55)의 두께와 동일한 경우라도 접촉 면적을 확대할 수 있다. 그래서 상기 곡률 반경을 가장 바깥쪽의 표층(55)의 두께와 동일 이하로서, 양호한 전기적 접촉이 가능해진다.

또한, 종래와 같이 접촉단자(20)와 외부 접촉단자(50)의 사이에 충분한 상대적인 미끄러짐 정도를 일으킬 필요가 없기 때문에, 땜납의 응착, 퇴적을 억제할 수 있는 점에서도 양호한 전기적 접촉을 계속적으로 얻을 수가 있다.

더구나 볼록부(22)가 땜납 가장 바깥쪽의 표층(55) 까지 연장되면, 도 3c에 나타낸 것처럼, 연장된 부분의 땜납 및 산화 피막(56)은 그 주위로 배척되지만, 그것은 볼록부(22) 주변의 오목부(23)로 밀어 보내져, 칩(56a)과 같이 오목부(23)에 모인다.

종래와 같은 오목부를 형성하지 않은 접촉단자라면, 콘택트부 표면 전역에 상기 배척된 땜납이 응착하고, 그 표면이 산화하고, 테스트 회수를 겹침에 따라 산화 피막의 퇴적이 일어나고, 양호한 전기접촉을 얻을 수 없게 되는 것에 대해서, 본 실시예에서는, 이 오목부(23)가 다수 존재하기 때문에, 부착된 땜납이나 산화 피막이 오목부(23)에 용이하게 유입 표면에 퇴적하기 어렵게 된다.

더구나 볼록부(22)도 다수개 존재하고, 접촉하기 쉬워, 그 표면 거칠기도 0.1∼0.5 미크론 Ry 정도 이하 때문에, 땜납이 응착되기 어렵고, 응착되더라도 제거하기 쉽다.

또한, 요철부의 형성 방법으로서, 방전 가공, 샌드 블라스트(sand blast), 액체 호닝(liquid honing), 에칭 등으로 표면 거칠기를 5∼30미크론 Ry 정도로 한 후에, 그 표면을 도금함으로써, 면 거칠기의 볼록 부분에 우선적으로 도금이 성장되어 볼록부와 오목부가 강조되고 소기의 미소 요철이 생긴다. 본 실시예에서는 도금 재료로서 니켈을 예로 들었지만, 금 또는 크롬 등 별도의 도금 재료라도 상관없다.

본 실시예의 접촉단자(20)로서는, 베이스의 재질은 베릴륨 동 또는 인 청동 등 탄성 변형 능력이 높은 금속 재료라면 어떤 것도 좋고, 이들 금속 재료를 프레스 가공으로 소정의 형상으로 쳐서 구멍을 뚫고, 피측정 IC(10)와 접촉하는 가능성이 있는 부분만을 방전 가공하고, 그 위에 두께 2∼20미크론의 니켈 도금을 한다. 이 부분 방전가공에 의해 가공 비용을 삭감할 수 있다.

또, 본 문중에서 서술한 피측정 IC란, 반도체 제품, 비피복(bare) 칩 등을 나타낸다. 또한 IC 외부 접속단자란, IC를 기판에 접속하기 위해서 IC에 형성된 리드, 랜드, 패드, 범프 등을 나타낸다. 접촉단자(콘택트)는 탄성을 갖는 판 형상, 면 형상, 선 형상, 침 형상 부재를 나타낸다.

또한, 본 실시예는, 상기 IC이외의 전자 기기, 또는 전자부품, 예를 들면 프린트 기판이나 LCD에 형성된 IC 외부 접속단자 등에 콘택트를 접촉시켜서 콘택트에도 적용 가능하다. 더욱, 상기 미소 요철을 갖는 콘택트 면은, CSP, BGA 패키지의 테스트에 사용되는 포고(POGO) 핀 선단 부분 또는 소위 스냅(snap) 콘택트의 접점에 이용하더라도 효과 있는 것은 말할 나위도 없다.

이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 콘택트 동작에 있어서, 피접촉물/접촉 단자의 도금 재료 및 산화 피막이 배척된 오목부에 모이고, 접촉 부분인 볼록부에 퇴적하는 것이 제어된다.

더욱이 오목부가 상기 도금 재질로 메워지더라도 인접하는 오목부에 접촉 압력의 전파로 땜납이 유출하기 위한 접촉단자의 표면에는 니켈 도금의 볼록부의 선단이 항상 얼굴을 내미는 상태를 유지할 수 있기 때문에, 그 결과로서 장기간 안정된 접촉이 가능해진다.

또한, 종래와 같은 콘택트 면의 상대적인 미끄러짐 정도(50∼150미크론)가 필요 없고, 최소한의 상대적인 미끄러짐 정도(50미크론 이하)에서 안정된 접촉을 얻을 수 있기 때문에, 땜납 도금 재료의 응착·퇴적을 억제해서 장기간 안정된 접촉이 가능해졌다.

또, 필요한 최저한의 상대적인 미끄러짐 정도가 없어서 안정된 콘택트를 얻을 수 있기 때문에, 피측정 대상의 외부 접속단자에 붙은 흠도 종래 콘택트에 비교해서 비약적으로 작게 되고, 직경 20미크론 정도의 적은 장소에 점이 된다. 종래의 소위 할퀸 흠에 의한 땜납 도금의 손상은 거의 모두 없어진다. 이에 따라 안정된 접촉에 의한 신뢰성이 높은 테스트를 실시하고, 그 위에 테스트 후의 반도체 패키지의 실장 보류를 떨어뜨릴 수 없게 된다.

(제 2 실시예)

도 4는, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 콘택트 구조를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에서는, 제 1 실시예에서 설명된 접촉단자(20)와 동일하게, 접촉단자(20)의 베이스부에서 접촉용 돌기부(24)를 돌기시켜, 그 선단 부분에 미소 요철부(22, 23)를 형성한다.

본 실시예에서는, 또한, 이 요철 접촉면에 있어서, 도 4a에 도시한 것처럼, 요철 표면에 도전성의 경질 피막(57)을 형성한다.

도전성의 경질 피막(57)으로서는, 그래파이트계 또는 세라믹계 것에도 좋지만, 예를 들면 DLC 피막으로 그래파이트 성분이 많은 것 또는 DLC 피막에 금속 이온 예를 들면 텅스텐 금속 이온을 도핑해서, 도전성을 가지게 한 것이 좋다. TiN, CrN, TiCN 등 원래 도전성이 있는 경질막이라도 좋다.

이와 같이 하면, 볼록부(22)가 IC외부 접속단자(50)의 가장 바깥쪽 표층(55)을 구성하는 부재와 접촉을 이룬 후에도, 이 가장 바깥쪽 표층의 부재는 볼록부(22)에 부착하기 어렵다.

그래파이트계, 세라믹계 경질 피막(57)은 이 가장 바깥쪽 표층의 부재, 특히 땜납 도금과는 친화성이 낮기 때문에 도 4에 나타낸 것처럼, 가장 바깥쪽 표층(55)의 부재의 칩 또는 산화 피막의 칩(56a)이 볼록부(22)에 부착되지 않고, 볼록부(22)의 하부로 넓어지는 오목부(23)의 공간에 용이하게 유입하도록 되고, 실제로 접촉하는 볼록부(22)는 새로 생긴 면을 장기간 유지하는 것이 가능해진다.

본 실시예의 경우, 미소 요철 표면에는 그래파이트계 경질 피막의 DLC (다이아몬드 라이카본) 막을 형성하고, 막 형성과정에서 텅스텐 금속 이온을 이온 주입하여 도전성을 가지게 하여 사용한다. 또 도핑된 텅스텐 이온은 체적 비율로 50% 정도이다.

또한, 도 4b에 도시한 것처럼, 미소 요철 표면에 의한 땜납이 응착되기 어려운 절연 피막(57a)을 형성해두고 볼록부 선단의 전기적 접촉영역 만 상기 절연 피막(57a)을 제거한 것이다.

도 4b의 경우는, 니켈의 미소 요철 표면에 DLC막을 막형성한 후, 요철 표면을 산화 플라즈마 중에서, 볼록부 선단부분의 DLC막을 제거한 것이다.

이상과 같이, 이 실시예에 의하면, 제 1 실시예와 동일한 효과가 있고, 볼록부 접촉면에 도금 재료가 더욱 퇴적되기 어려워지기 때문에 더욱 접촉단자의 수명을 길게 할 수 있다.

(제 3 실시예)

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 콘택트 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 있어서, 25는 접촉단자(20)의 최선단, 즉, 접촉용 돌기부(24) 보다 더욱 선단에, 접촉용 돌기부(24)와 동일 방향에서 그것보다 길게 돌기한 가이드용 돌기부이다.

한편, 피측정용 IC(10)의 IC 외부 접속단자(50)는, 접촉단자(20)의 접촉용 돌기부(24) 또는 가이드용 돌기부(25)와 거의 평행 방향으로 연장되는 다리부(57)와, 그 선단에서 거의 직각으로 굴곡되고, 접촉용 돌기부(24)에 대해서 수직 방향으로 늘어난 접촉부(58)를 갖고, 접촉부(58)의 하면이 접촉면(51)(길이 A)을 형성한다.

접촉단자(20)의 접촉용 돌기부(24)의 중심과 가이드용 돌기부(25)의 내면(25a)의 거리 B는, 거의 접촉면(51)의 길이 A의 1/2 또는 그것보다 약간 크게 취한 것이다.

정상인 접촉동작의 경우, 접촉단자(20)의 접촉용 돌기부(23)의 선단은, 접촉면(51)의 길이 방향의 거의 중앙 부근에서 접촉면(51)에 접촉한다. 이 때, 가이드용 돌기부(25)는 IC 외부 접속단자(50)와 약간 간격(clearance) C 를 갖고, IC 외부 접속단자(50)에 접촉하는 일은 없다.

지금, 피측정 IC(10)와 접촉단자(20)의 상대적 위치가 어긋나고, 피측정 IC(10)가 도시한 왼쪽 방향으로 어긋났을 때는, IC 외부 접속단자(50)의 다리부(57)가 가이드용 돌기부(25)와 접촉하고, 상대적인 위치의 차이는 제거된다. 이에 따라서, 접촉면(51)이 접촉용 돌기부(24)로부터 어긋나 떨어지는 일은 없다.

또한, 피측정 IC(10)와 접촉단자(20)의 상대적 위치가 어긋나고, 피측정 IC(10)가 오른쪽 방향으로 어긋났을 때는, IC 외부 접속단자(50)의 다리부(57)와 가이드용 돌기부(25)의 간격 C가 넓어지지만, 이 간격이 접촉면(51)의 길이 A의 1/2 이하가 되도록, IC(10)와 접촉단자(20)의 상호 위치를 규정한다. 이에 따라서, 접촉면(51)이 접촉용 돌기부(24)로부터 어긋나 떨어지는 일은 없다.

이상과 같이, 이 실시예에서는, 피측정 IC(10)의 IC외부 접속단자(50)에 접촉단자(20)의 접촉용 돌기부(24)(R 0.03∼0.1mm)가 접촉하고, IC 외부 접속단자(50)의 배후에, 접촉단자(20)와 일체로 된 가이드용 돌기부(25)를 개재시켜, IC 외부 접속단자(50)의 다리부(57)와 가이드용 돌기부(25)의 간격(clearance) C를 대략 접촉면(51)의 폭 A의 1/2 이하로 하고, 접촉용 돌기부(24)의 접촉 포인트가 접촉면(51)에서 탈락하지 않도록 한다.

이에 따라, 피측정 IC(10)의 IC 외부 접속단자(50)와, 접촉단자(20)의 접촉용 돌기부(24)와의 안정된 접촉을 유지할 수 있다.

(제 4 실시예)

도 6은, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 콘택트 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 있어서, 26 및 27은,, 접촉단자(20)의 선단 부근에서, 접촉용 돌기부(24)의 양측에 형성된 평면 수신부이다. 즉, 이 실시예에서는, 접촉단자(20)가 피측정 IC(10)과 떨어지고, 또는 접근하는 방향에 있어서, 접촉용 돌기부(24)의 전후에 평면 수신부(26, 27)를 형성한다.

또, 피측정 IC(10)와 접촉단자(20)가, 위치 결정 오차 등에 의해, 상대적으로 접근하는 방향으로 어긋나면, IC 외부 접속단자(50)는, 도 6의 파선(50a)에 나타낸 것처럼, 접촉용 돌기부(24)에서 어긋나 떨어질 가능성이 있지만, 이 경우에도 평면 수신부(26)에 의해 양자의 접촉이 유지된다.

또한, 피측정 IC(10)와 접촉단자(20)가, 상대적으로 떨어지는 방향으로 어긋나면, IC 외부 접속단자(50)는, 도 6의 파선(50b)에 나타낸 것처럼, 접촉용 돌기부(24)에서 어긋나 떨어질 가능성이 있지만, 이 경우에도 평면 수신부(27)에 의해 양자의 접촉이 유지된다.

이상과 같이, 이 실시예에서는, 접촉단자(20)의 접촉용 돌기부(24)(R 0.03∼0.1mm)를 가짐과 아울러, 그 아래쪽으로 평면 수신부(26, 27)를 형성시켜, 만일 피측정 IC(10)의 정밀도, 위치 결정형, 접촉위치의 정밀도에 의해, IC 외부 접속단자(50)의 접촉면(51)이 접촉용 돌기부(24)로부터 탈락한 경우에 있어서도, 평면부 수신 26 또는 27이 탈락한 IC외부 접속단자(50)를 수신중지 하기 때문에, 피측정 IC(10)가 아래쪽으로 낙하하는 일은 없고, 또한, 평면 수신부(26, 27)에서 접촉해 도통할 수 있다.

또, 경우에 따라서는, 도 6의 파선(50b)과 같이, IC 외부 접속단자(50)가 평면부(27)로 탈락한 경우에 있어서, 평면 수신부(27)와 접촉용 돌기부(24)에 의해 형성되는 단차 부분에 IC 외부 접속단자(50)가 끼워 넣어지고, IC(10) 자신이 추출하기 어렵게 될 가능성이 있다.

도 7은, 이러한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 콘택트 구조의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에서, 28은 접촉단자(20)의 선단측에 접촉용 돌기부(24)의 선단에서 기울어져 하강하도록 형성된 경사 수신부이다.

이와 같이 경사 수신부(28)를 형성하면, 피측정 IC(10)와 접촉단자(20)가 상대적으로 떨어지는 방향으로 어긋났을 경우, IC 외부 접속단자(50)는, 도 7의 파선(50b)에 나타낸 것처럼, 접촉용 돌기부(24)로부터 천천히 경사 수신부(28)에 접촉하면서 어긋나 떨어진다. 이에 따라, 도 6에서 설명된 경우와 같은, IC 외부 접속단자(50)의 끼워 넣어짐을 방지할 수 있다. 또한, 이 경우에서도 경사 수신부(28)에 의해 양자의 접촉이 유지된다.

도 8 및 도 9는, 이상의 각 실시예에서 나타낸 것과 같은 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은, 본 발명에 의한 테스트용 소켓의 접촉단자(콘택트)의 접촉의 안정성을 뒷바침한 데이터이다. 도 8에 도시한 것처럼 종래의 콘택트에서는 안정된 접촉을 얻기 위해서 어떤 일정 이상의 접촉력(도 8에서 300 이상)이 필요한데 대해서, 본 발명의 콘택트에서는 그 수분의 1의 접촉력(도 8에서 100 이상)을 주는 만큼으로 안정된 접촉을 얻을 수 있다.

또한, 도 9는, 본 발명의 테스트용 소켓의 접촉단자(콘택트)의 안정된 접촉의 계속성을 뒷바침한 데이터이다. 도 9에 나타낸 것처럼, 종래의 콘택트에서는 약 80, 000 회 이상의 측정을 실시한 후는, 그 접촉저항은 상승하기 시작하고, 안정된 접촉이 손상되어 가는 것에 대해서, 본 발명의 콘택트는 100,000 회 이상의 측정을 실시하여도 접촉저항의 상승 경향은 볼 수 없어, 안정된 접촉을 계속 유지한다.

본 발명은 이상과 같이 구성되어 있고, 아래와 같은 효과를 갖는다.

첫째로, 본 발명에서, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자와 전기적 접촉을 하는 접촉단자를 구비한 테스트용 소켓에 있어서, 상기 접촉단자에는 상기 외부 접속단자에 접촉하는 부분에, 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부에 인접하여 넓어지는 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 오목부를 형성하였기 때문에, 이 볼록부와 오목부가 교대로 배설된 부드러운 돌기 형상의 접촉면으로 상기 외부접촉단자 표면에 접촉하는 것에 의해, 상기 외부 접속단자와의 접점에 있어서 미소한 소성 변형에 의한 면적 확대 효과를 이용하여 안정된 전기접촉을 얻을 수 있게 된다.

둘째로, 본 발명에서, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 접촉단자의 상기 외부 접속단자가 접촉하는 부분에 설치된 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 볼록부의 형상을 곡률 반경이 2∼15미크론의 대략 구면으로 구성하였기 때문에, 상기 외부 접속단자의 표층 금속(예를 들면 땜납 도금층)에 상기 볼록부가 접촉되고 그 위에 표층 금속을 변형시킬 때에, 상기 볼록부의 곡률 반경을 2∼15미크론과 상기 표층 금속의 두께에 근접됨으로써, 변형 부분에서의 면적 확대율을 최대로 가깝게 할 수 있게 된다.

셋째로, 본 발명에서, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 접촉단자의 상기 외부 접속단자가 접촉하는 부분에 설치된 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부에 인접하여 넓어지는 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 오목부의 표면에, 도전성의 경질 피막을 형성하였기 때문에, 상기 외부 접속단자가 상기 접촉단자 표면에 접촉할 때에 발생하는 응착 현상을 억제할 수 있게 된다.

넷째로, 본 발명에서, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 접촉단자 표면에 상기 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자에 접촉하는 접촉용 돌기부를 1개 이상 설치하고, 상기 접촉용 돌기부의 선단을 곡률 반경이 0.03∼0.3mm의 대략 구면 또는 원통면으로 구성하고, 또한 상기 접촉용 돌기부의 표면에 상술한 첫째 내지 셋째 항목중 어느 하나에 기재된 복수의 볼록부와 오목부를 형성하였기 때문에, 상기 외부 접속단자와 상기 접촉단자 표면의 사이에 이물이 끼이는 확률을 떨어뜨릴 수 있게 된다.

다섯째로, 본 발명에서, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자와 접촉하는 접촉용 돌기부와, 상기 접촉용 돌기부의 그 위에 상기 접촉단자의 선단측에 상기 접촉용 돌기부와 소정 거리 떨어지고, 상기 접촉용 돌기부와 동일 방향에 상기 접촉용 돌기부보다 길게 신장된 상기 외부 접속단자의 가이드용 돌기부를 형성하였기 때문에, 상기 외부 접속단자와 상기 접촉단자의 상대 위치 어긋남을 억제할 수 있게 된다.

여섯째로, 본 발명에서, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자와 접촉하는 접촉용 돌기부의 전후에 평면 수신부 또는 상기 돌기부 선단에서 천천히 가공해서 늘어나는 경사면을 형성하였기 때문에, 상기 외부 접속단자와 접촉하는 상기 접촉단자가 위치가 어긋나더라도 콘택트를 얻을 수 있게 된다.

일곱째로, 본 발명에서, 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓은, 상기 접촉단자의 상기 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자가 접촉하는 부분을 방전 가공으로 소기의 면을 거칠게 가공한 후, 전해 니켈 도금을 실시하고, 그 위에 금 도금을 실시하는 상기 접촉단자의 제조방법을 갖기 때문에 효율 좋게 상기 접촉단자 표면에 상기 첫 번째 항목에서 나타낸 요철을 형성할 수 있게 된다.

여덟째로, 전자 기기 또는 반도체 패키지는, 상술한 첫째 내지 여섯째 항목에 기재된 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓으로 테스트한 전자 기기 또는 반도체 패키지이고, 접촉단자와 외부 접속단자의 접촉으로 발생하는 상기 외부 접속단자 표면의 흠을 작게 할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 외부 접속단자와 접촉단자의 안정한 접촉을 확보하고, 계속적으로 안정된 접촉을 얻을 수 있게 된다.

Claims

전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자와 전기적 접촉을 하는 접촉단자를 구비한 테스트용 소켓에 있어서,

상기 접촉단자에는

상기 외부 접속단자에 접촉하는 부분에, 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 볼록부와,

상기 볼록부에 인접하여 넓어지는 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓.
제 1 항에 있어서,

상기 접촉단자의 상기 복수의 볼록부의 형상을 곡률 반경이 2∼15미크론의 대략 구면으로 구성한 것을 특징으로 하는 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓.
전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자와 전기적 접촉을 하는 접촉단자를 구비한 테스트용 소켓에 있어서,

상기 접촉단자에는,

선단이 곡률 반경 0.03∼0.3mm의 대략 구면 또는 원통면으로 구성된 상기 전자 기기 또는 반도체 패키지의 외부 접속단자에 접촉하는 접촉용 돌기부를 1 개 이상 구비하고,

또한, 상기 접촉용 돌기부의 상기 외부 접속단자에 접촉하는 부분에, 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 볼록부와,

상기 볼록부에 인접하여 넓어지는 매끄러운 곡면으로 구성된 복수의 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 전자 기기 또는 반도체 패키지의 테스트용 소켓.