KR20020013717A - 볼 그리드 어레이 패키지용 소켓 - Google Patents

볼 그리드 어레이 패키지용 소켓 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BGA(볼 그리드 어레이; Ball Grid Array) 패키지를 수용하는 BGA 패키지용 IC소켓에 관한 것으로 높은 신뢰도를 가지며 장기간 사용에 잘 견디는 BGA 패키지용 IC소켓을 제공한다. 본 발명은 BGA(Ball Grid Array) 패키지를 수용하는 BGA 패키지용 IC소켓에 관한 것이다. BGA 패키지(10)의 하부면의 대향 둘레 근방을 받아들여 BGA 패키지(10)의 수용동작에 동반하여 하방으로 회동하는 패키지 접수부(141)를 갖고 하우징에 회동자재로 축지지되어 패키지 접수부(141)에 받아들여진 BGA 패키지(10)를 들어 올리는 방향으로 스프링 부세된 패키지 접수부재(140)를 구비한다.

Description

볼 그리드 어레이 패키지용 소켓{Socket for BGA package}
본 발명은 BGA(볼 그리드 어레이; Ball Grid Array) 패키지(이하, BGA 패키지라 칭함)를 수용하는 BGA 패키지용 IC소켓에 관한 것이다.
종래부터 기판상에 대한 납땜 부착을 용이하게 하기 위해, 하부면에 납땜 볼로 이루어진 복수개의 전극이 배열된 BGA 패키지가 사용되고 있다. 이 BGA 패키지를 사용하면, 상기 BGA 패키지를 기판상에 배치하여 가열하는 것만으로 납땜 부착이 완성된다.
이 BGA 패키지에 탑재된 IC의 기능을 테스트하는 단계에서는 BGA 패키지 하부면에 배열된 납땜 볼을 그 상태로 유지한 채 테스트를 행할 필요가 있고, 이러한 목적을 위해 종래부터 BGA 패키지용 IC소켓이 사용되고 있다.
도 7은 종래의 BGA 패키지용 IC소켓의 개략적인 구성 및 그 문제점을 나타내는 도면이다.
BGA 패키지(10)는, 도 7(A)에 도시한 바와 같이, 그 하부면에 다수의 납땜 볼(11)이 배열되어 있는 것이고, BGA 패키지(10)를 수용하는 IC소켓을 구성하는 패키지 수용판[20; 도 7(B)]에는 BGA 패키지(10) 하부면의 납땜 볼(11)에 대응하는 위치에 납땜 볼 수용구멍(21)이 형성되어 있고, 도 7(C)에 도시한 바와 같이, BGA 패키지(10) 하부면의 납땜 볼(11)이 납땜 볼 수용구멍(21)에 삽입되도록 하여, BGA 패키지(10)는 패키지 수용판(20)에 적재된다.
패키지 수용판(20)은 코일 스프링(22)에 의해 도시하지 않은 IC소켓 본체에 대해 상방으로 부세되어 있고, BGA 패키지(10)를 위에서 누름으로써, 코일 스프링(22)이 압축되고, 납땜 볼(11)이 IC소켓 본체에 배열된 도시하지 않은 전극핀에 접촉한다. IC소켓 본체에 배열된 전극핀도 상방으로 스프링 부세되어 있으며, 이 전극핀은 BGA 패키지(10)가 위에서 눌려지면, 그 하부면의 납땜 볼(11)에 눌려져서 다소 가라앉는 방향으로 이동한다.
이에 의해서, 납땜 볼(11)이 전극핀에 확실하게 접촉하고, 그에 따라 납땜 볼과 전극핀, 또는 BGA 패키지 내의 IC와 테스트장치와의 사이에서 전기적인 통전을 꾀할 수 있어, BGA 패키지 내의 IC의 동작테스트가 행해진다.
여기서, BGA 패키지(10)를 패키지 수용판(20)에 적재함에 있어서, 아무래도납땜 볼(11)이 납땜 볼 수용구멍(21)의 둘레에 쉽게 닿게 되고, BGA 패키지(10)를 순차적으로 교환하면서 각 BGA 패키지에 대해 테스트를 행하고 있는 사이에 납땜 볼이 조금씩 깍여, 도 7(D)에 도시한 바와 같이, 깍인 납땜 부스러기(11')가 납땜 볼 수용구멍(21)의 둘레에 누적되어 BGA 패키지의 장착에 지장을 초래하거나 혹은 납땜 부스러기(11')가 IC소켓 본체측으로 떨어져 전극핀의 동작을 저해할 우려가 있어, IC소켓의 장기적인 신뢰성에 결함이 생기는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 높은 신뢰성을 갖고 장기간 사용에 잘 견디는 BGA 패키지용 IC소켓을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 BGA 패키지용 IC소켓의 일실시예의 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 IC소켓의 분해사시도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 BGA 패키지용 IC소켓이 BGA 패키지를 수용할 때의 동작을 도시한 도면.
도 4는 BGA 패키지가 수용부에 수용되는 도중의 패키지 접수부재의 패키지 접수부에 접촉하는 상태만을 도시한 도면.
도 5는 도 4의 상태에서 BGA 패키지가 더욱 압하되어 BGA 패키지가 수용부에 완전히 수용된 상태를 도시한 도면.
도 6은 전극핀의 구조를 도시한 모식단면도.
도 7은 종래의 BGA 패키지용 IC소켓의 개략적인 구성 및 그 문제점을 나타낸 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : BGA 패키지
11 : 납땜 볼
100 : BGA 패키지용 IC소켓
110 : 하우징
112 : 축홈
120 : 수용부
130 : 전극핀
140 : 패키지 접수부재
141 : 패키지 접수부
150 : 코일 스프링
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 하부면에 납땜 볼로 구성되는 전극이 복수 배열된 BGA 패키지를 수용하는 BGA 패키지용 IC소켓은 BGA 패키지를 상방으로부터 수용하는 수용부가 형성된 하우징과, 수용부 하부에 배열되어 수용된 BGA 패키지 하부면의 납땜 볼에 접촉하는 전극핀과, 수용부 양쪽 옆으로부터 상기 수용부 내로 돌출하여 설치되고 BGA 패키지 하부면의 대향둘레 부근을 받아들여 BGA 패키지의 수용 작용에 따라 하방으로 회동하는 패키지 접수부를 가지며, 상기 하우징에 회동자유롭게 축지지되어 패키지 접수부에 접수된 BGA 패키지를 들어올리는 방향으로 스프링 부세된 패키지 접수부재를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 BGA 패키지용 IC소켓의 경우, 납땜 볼에 접촉하는 것은 전극핀뿐이며, 납땜 볼이 깍이는 경우가 큰 폭으로 저하되고, 장기간 사용하여도 높은 신뢰성을 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 BGA 패키지용 IC소켓의 일실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 IC소켓의 분해사시도이다.
도 2에서 BGA 패키지(10)는 모식적인 판상으로 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 BGA 패키지용 IC소켓(100)은 중앙부에 BGA 패키지(10)를 상방에서 수용하는 수용부(120)가 형성된 하우징(110)을 갖는다. 이 수용부(120)의 주위벽면 상부(121)는 테이퍼 형상으로 형성되어 있어, BGA 패키지(10)가 상기 테이퍼 형상부로 안내되어 수용부(120)에 수용되는 것이 용이하게 되어 있다. 또한, 그 수용부(120)의 주위벽면 하부(122)는 수직으로 형성되고, 이로 인해 수용부(120)에 수용된 BGA 패키지(10)가 확실하게 위치설정된다. 또한, 수용부(120)의 모서리에는 수용부(120)에 수용된 BGA 패키지(10)의 하부면 모서리가 적재되는 적재대(123)가 형성되어 있고, 이 적재대(123)에 의해 수용부(120)에 수용된 BGA 패키지(10)의 하한 위치가 결정된다.
또한, 수용부(120)의 하부에는 여러 개의 전극핀(130)이 배열되어 있다. 이들 전극핀(130) 각각은 BGA 패키지(10)의 하부면에 배열된 납땜 볼(11) 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있고, BGA 패키지(10)가 해당 수용부(120)에 수용되면, 그 BGA 패키지(10) 하부면 각각의 납땜 볼(11)이 각각의 전극핀(130) 위에 하나씩 배치된다.
또한, 하우징(110)에는 상기 BGA 패키지용 IC소켓(100)을 채용하여 BGA 패키지(10) 내의 IC를 테스트하는 테스트장치(미도시)에 대해 위치결정하기 위한 위치결정구멍(111)이 형성되어 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, BGA 패키지용 IC소켓(100)은 패키지 접수부재(140)를 구비하고 있다. 이 패키지 접수부재(140)는 그의 회동축(142)이 하우징(110)에 설치된 축홈(112)에 삽입된 상태에서 회동하도록 구성되어 있고, 코일 스프링(150)에 의해 화살표 방향(A)으로 스프링 부세되어 있다.
이 패키지 접수부재(140)는 수용부(120)의 옆으로부터 수용부 내로 돌출하는 패키지 접수부(141)를 갖는다. 패키지 접수부(141)는 BGA 패키지 하부면의 둘레 근방을 접수하여 BGA 패키지의 수용부(120)로의 수용동작에 따라 하방으로 회동하는 것이고, 코일 스프링(150)의 작용에 의해 수용부(120)에 수용된 BGA 패키지에는 상방으로 들어 올려지는 방향의 힘이 가해진다.
수용부(120)의 패키지 접수부재(140)가 설치되어 있지 않은 대향측에는 IC소켓(100)으로부터 BGA 패키지(10)의 인출을 용이하게 하기 위한 요부(124)가 형성된다.
BGA 패키지(10)는 수용부(120)에 수용된 상태에서 한층 더 위에서 눌려져서, BGA 패키지 하부면의 납땜 볼과 IC소켓의 전극핀(130)이 확실하게 접촉하고, 그 상태에서 BGA 패키지에 탑재된 IC의 동작 테스트가 행해진다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 BGA 패키지용 IC소켓의 BGA 패키지를 수용할 때의 동작을 도시한 모식도이다.
도 3(A)는 BGA 패키지를 도시하고 있으며, BGA 패키지(10)의 하부면에는 다수의 납땜 볼이 배열되어 있다.
또한, 도 3(B) 및 (C)는 각각 좌우의 패키지 접수부재(140)를 도시하고 있으며, 이들 패키지 접수부재(140)는 회동축(142)이 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 하우징(110)에 설치된 축홈(112)에 삽입되어 회동하도록 구성되어 있고, 코일 스프링(150)에 의해, 패키지 접수부(141)가 상방으로 들어올려지는 방향으로 부세되어 있다.
패키지 접수부(141)는 수용부(120; 도 1 및 도 2 참조)의 양옆에서 수용부 내로 돌출하여 설치되고, 도 3(D)에 도시한 바와 같이 수용부에 수용되는 BGA 패키지(10)의 대향 둘레 근방을 받아들여 BGA 패키지의 수용 동작에 따라 코일 스프링(150)에 의한 스프링 부세에 대항하여 화살표 방향(B)으로 회동한다.
패키지 접수부재(140)는 도 7에 도시한 종래예의 패키지 수용판(20)과 동일한 역할을 담당하는 부품이지만, 패키지 접수부재(140)는 종래예의 패키지 수용판(20)과는 달리 BGA 패키지 하부면의 납땜 볼에는 접촉하지 않고, 따라서 납땜 볼이 깍일 우려도 큰 폭으로 저하되어 높은 신뢰도를 장기간 지속할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시한 화살표(X-X)에 따른 단면도이다. 도 4는 BGA 패키지(10)가 수용부(120)에 수용되는 도중의 패키지 접수부재(140)의 패키지 접수부(141)에 접촉하기만 한 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 상태로부터 BGA 패키지(10)가 한층 더 눌러져서 BGA 패키지(10)가 수용부(120)에 완전히 수용된 상태를 도시한 도면이다. 여기서, 도 4 및 도 5에서 전극핀(130)은 대표적으로 하나만을 도시하고 있으나, 실제로는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 BGA 패키지 하부면의 납땜 볼의 수와 동수로 배열되어 있다.
BGA 패키지용 IC소켓(100)의 하우징(110)의 하부에는 해당 BGA 패키지용 IC소켓(100)이 적재되는 기판(미도시)에 설치된 구멍에 삽입되어 그 기판에 대한 위치결정이 이루어지는 돌기부(113)가 형성되어 있고, 또 전극핀(130)도 기판상의 배선패턴 상에 접촉하도록 하우징(110)의 하부로부터 돌출하고 있다.
패키지 접수부재(140)는 인장스프링인 코일 스프링(150)에 의해 BGA 패키지(10)를 들어 올리는 방향, 즉 도 4에 도시한 화살표 방향(A)으로 스프링 부세되어 있으나, BGA 패키지(10)가 수용부(120)에 수용되지 않은 상태에서는 패키지 접수부재(140)의 하부면(143)이 하우징(110)의 저면에 면접촉하여 화살표 방향(A)으로는 그 이상 회동하지 않도록 규제되어 있다.
도 4에 도시한 상태에서 BGA 패키지(10)를 더욱 눌러 내려 도 5에 도시한 상태로 되면, 도 4에 도시한 상태로부터 도 5에 도시한 상태로 이동하는 사이에 하우징 접수부재(140)가 도 5에 도시한 화살표 방향(B)으로 회동하여 코일 스프링(150)이 약간 늘어난 상태가 되고, 또 전극핀(130)의 두부가 납땜 볼(11)에 의해 눌려진 상태로 된다.
그리고, 도시된 BGA 패키지(10)에 있어서는 그 하부면 중앙에 하부면보다 약간 하방으로 돌출함과 동시에 납땜 볼(11)이 설치되지 않은 영역(12)이 있다. 도 1에서 명백히 알 수 있듯이, 상기 영역(12)에 대응하는 수용부(120)의 영역(125)에는 전극핀(130)이 배치되어 있지 않는다.
상방으로 스프링 부세된 패키지 접수부재를 영역(125)에 설치하는 것도 가능하지만, 영역(12)에는 IC칩 및 상기 IC칩으로부터 납땜 볼(11)까지의 배선이 내장되어 있으므로, 패키지 접수부재가 영역(12)에 직접 접촉하는 것은 바람직하지 않는다. 이 점에 대해, 본 발명에 있어서는, 패키지 접수부재가 BGA 패키지 하부면의 대향 둘레 근방을 받아들이므로, IC칩 및 배선에 악영향을 주지 않고, BGA 패키지에는 도시된 타입 및 하부면 전역에 납땜 볼이 설치된 타입이 있으며, 어느 타입에도 대응할 수 있는 효과가 있다.
도 6은 전극핀(130)의 구조를 나타내는 모식 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 하우징(110)의 바닥판은 제1바닥판(114)과 제2바닥판(115)이 겹쳐진 상태로 되어 있고, 전극핀(130)을 구성하는 하부부재(130b)는 제1바닥판(114)으로부터 하방으로 돌출하고, 그 전극핀(130)의 하부부재(130b)의 상부는 원통모양으로 형성되어 있다. 상기 원통모양의 내부에는 코일 스프링(130c)이 배치되고, 코일 스프링(130c)은 전극핀(130)을 구성하는 상부부재(130a)를 상방으로 부세시킴과 동시에, 이 상부부재(130a)가 납땜 볼에 의해 위에서 눌려지면 코일 스프링(130c)이 압축되어, 납땜 볼과 전극핀(130)의 상부부재(130a)가 확실하게 접촉하는 구조로 되어 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 납땜 볼에는 전극핀만이 접촉하고, 다른 부품은 접촉할 우려가 저하되며, 그로 인해 납땜 볼이 깍일 우려도 저하되어 장기간 사용하여도 높은 신뢰성이 유지된다.

Claims (1)

  1. 하부면에 납땜 볼로 이루어진 전극이 복수 배열된 BGA 패키지를 수용하는 IC소켓에 있어서,
    BGA 패키지를 상방으로부터 수용하는 수용부가 형성된 하우징과,
    상기 수용부 하부에 배열되어 수용한 BGA 패키지 하부면의 납땜 볼에 접촉하는 전극핀과,
    상기 수용부 양옆으로부터 상기 수용부 내로 돌출하여 설치되고, BGA 패키지 하부면의 대향둘레 근방을 받아들여 상기 BGA 패키지의 수용동작에 따라 하방으로 회동하는 패키지 접수부를 갖고, 상기 하우징에 회동자재로 축지지되어 상기 패키지 접수부에 받아들여진 BGA 패키지를 들어올리는 방향으로 스프링 부세된 패키지 접수부재를 구비한 것을 특징으로 하는 BGA 패키지용 IC소켓.
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