KR200281253Y1

KR200281253Y1 - 집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓

Info

Publication number: KR200281253Y1
Application number: KR2020020003948U
Authority: KR
Inventors: 정영배; 신종천
Original assignee: 주식회사 아이에스시테크놀러지; 정영배; 신종천
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2002-07-13

Abstract

테스트용 소켓보드(24); 시료지지대(32); 상기 소켓보드(24)의 상면에, 상기 시료지지대(32)가 형성하는 공간내에 부착되는, 실리콘 콘택터(10); 상기 실리콘 콘택터(10)의 표면과 상기 반도체소자(20)의 볼리드가 형성된 하면 사이에 접하여 위치하며, 상기 반도체소자(20)의 볼리드와 상기 실리콘 콘택터(10)의 도전성 실리콘부(12)를 전기적으로 연결시키는 핀하우징으로 구성되는 테스트 소켓으로서,

상기 핀하우징은 상기 반도체소자(20)의 볼리드를 제외한 하면과 상기 실리콘 콘택터의 상면과 동일한 두께의 절연성 몸체(34)와, 절연성 몸체(34)를 관통하도록 상기 반도체소자(20)의 각 볼리드(22)에 상응하는 위치에 형성되며, 상부 입구는 접시머리형(42)으로 테이퍼가공되어 있는 다수의 관통홀과, 상기 각 관통홀의 내부에 삽입되어 상부는 상기 볼리드(22)에 접촉하고, 하부는 상기 도전성 실리콘부(12)에 접촉하는 다수의 도전핀(36)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓 {Semiconductor test socket adopting integrated silicone contactor}

본 고안은 현재 특허출원중인 '집적화된 실리콘 콘택터'(출원번호 10-2001-0075606)를 사용하는 반도체 테스트소켓에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 고안은 집적화된 실리콘 콘택터를 기존의 테스트소켓에 적용할 때에 사용할 수 있는 핀소켓에 관한 것이다.

본 고안의 출원인은 현재 도1과 같은 발명(집적화된 실리콘 콘택터)을 출원중에 있다. 집적화된 실리콘 콘택터(10)는 BGA(ball grid array) 반도체소자(20)의 볼리드(ball lead, 22)가 접촉되는 도전성 실리콘부(12)와, 도전성 실리콘부(12) 사이에서 절연층 역할을 하는 절연 실리콘부(14)로 구성된다. 상기 실리콘 콘택터(10)는 반도체소자의 테스트를 수행하는 PCB인 소켓보드(24)에 탑재된다. 소켓보드(24)의 접촉패드(26)에는 도전성 실리콘부(12)가 접촉되어, 반도체소자의 볼리드(22)와 소켓보드(24)의 접촉패드(26)가 전기적으로 연결되도록 한다. 도전성 실리콘부(12)는 실리콘에 도전성 파우더를 혼합하여 굳힌 것으로서 전기가 흐르는 도체로 작용하며 실리콘에 탄성이 있으므로 소켓보드(24) 또는 반도체소자(20)와 수평이 맞지 않아도 접촉이 양호하게 된다. 절연 실리콘부(14)는 도전성 실리콘부(12)의 사이사이에 충전되어 전체 콘택터(10)의 위치를 안정되게 하고 소자의 리드가 눌러졌을 때 도전성 실리콘부(12)가 원래의 형태로 수직으로 세워질 수 있도록 한다.

그러나, 도1의 실리콘 콘택터의 두께(도1에서 H)는 약 1.2~2mm 정도에 불과하다. 그 이상으로 높이를 높히면 실리콘 콘택터가 측방향으로 쓰러지는 힘을 받게 되기 때문이다. 한편, 이러한 실리콘 콘택터를 종래의 반도체 테스트 소켓에 적용하면, 도2와 같이 실리콘 콘택터의 높이와 테스트 소켓의 시료지지대(높이가 통상4~10mm임)(32)가 동일 평면에 위치하지 않게 되어(도2에서 D만큼의 간격이 생김), 반도체IC(20)의 볼리드(22)가 실리콘 콘택터의 도전성 실리콘부(12)에 접촉하지 않는 등, 기존에 사용하던 테스트 소켓에 도1과 같은 새로운 실리콘 콘택터를 적용하기가 곤란한 문제가 생긴다.

본 고안의 목적은, 본 출원인이 발명한 실리콘 콘택터를 기존의 테스트 소켓에 적용하기 위하여 핀하우징이 추가되어, 기존의 테스트 설비를 교체하지 않고도 실리콘 콘택터를 테스트 소켓에 그대로 적용할 수 있는 구조를 갖는, 반도체 테스트 소켓을 제공하는 것이다.

도1은 집적화된 실리콘 콘택터의 개념을 나타내는 측단면도.

도2는 도1의 실리콘 콘택터를 기존의 소켓에 적용할 경우의 문제점을 나타내는 측단면도.

도3은 본 고안에 따른 테스트 소켓의 측단면도.

도4a와 도4b는 도전핀의 구조를 나타내는 사시도.

도5는 본 고안의 다른 실시예도.

<도면부호의 설명>

집적화된 실리콘 콘택터(10); 도전성 실리콘부(12); 절연 실리콘부(14); BGA 반도체소자(20); 볼리드(22); 소켓보드(24); 접촉패드(26); 시료지지대(32); 절연성 몸체(34); 도전핀(36); 홈(38); 플랜지부(40); 접시머리(42); 스프링(46)

도3에서, 본 고안에 따른 반도체 테스트 소켓은

테스트용 소켓보드(24);

소켓보드(24)에 결합되어 테스트할 BGA(ball grid array)형 반도체소자(20)를 삽입하는 공간을 형성하며 반도체소자(20)의 측면에 접하여 반도체소자(20)를 지지하는 시료지지대(32);

상기 소켓보드(24)의 상면에, 상기 시료지지대(32)가 형성하는 공간내에 부착되는, 반도체소자(20)의 볼리드(22)가 접촉되는 도전성 실리콘부(12)와, 도전성 실리콘부(12) 사이에서 절연층 역할을 하는 절연 실리콘부(14)로 구성되는 실리콘 콘택터(10);

상기 실리콘 콘택터(10)의 표면과 상기 반도체소자(20)의 볼리드가 형성된 하면 사이에 접하여 위치하며, 상기 반도체소자(20)의 볼리드와 상기 실리콘 콘택터(10)의 도전성 실리콘부(12)를 전기적으로 연결시키는 핀하우징으로 구성된다.

여기서, 상기 핀하우징은 상기 반도체소자(20)의 볼리드를 제외한 하면과 상기 실리콘 콘택터의 상면과 동일한 두께의 절연성 몸체(34)와; 절연성 몸체(34)를 관통하도록 상기 반도체소자(20)의 각 볼리드(22)에 상응하는 위치에 형성되며, 상부 입구는 접시머리형(42)으로 테이퍼가공되어 있는 다수의 관통홀과; 상기 각 관통홀의 내부에 삽입되어 상부는 상기 볼리드(22)에 접촉하고, 하부는 상기 도전성 실리콘부(12)에 접촉하는 다수의 도전핀(36)을 포함하고 있다.

상기 다수의 관통홀의 상부는 도3에서와 같이, 접시머리형(42)으로 가공되는 것이 바람직하다. 그래야, 도전핀(36)을 삽입하기가 용이한 것은 물론, 핀하우징에 반도체소자(20)가 안착될 때, 볼리드(22)가 도전핀(36)과 용이하게 접촉될 수 있기 때문이다.

도4a에서 볼 때, 상기 도전핀(36)은 전체적으로 원통형 몸체를 갖고, 하단부에 실리콘 콘택터의 도전성 실리콘부(12)의 표면에 접촉하는 면이 볼록하게 가공되는 것이 바람직하다. 그래야 도전성 실리콘부(12)와의 접촉성능을 향상시킬 수 있다. 본 고안에서 도전핀(36)은 손쉽게 교체가능한 소모품이다. 따라서, 오랜 사용으로 인해 마모되면 도전핀(36)만 교환하면 되므로, 전체적인 테스트 소켓의 내구성을 연장할 수 있다.

도전핀(36)의 재질은 도전성이 우수한 재질이면 무관하지만, 일반적인 소켓핀과 유사하게, 전체적으로 베릴륨-구리(Be-Cu) 합금재질을 사용하고, 니켈 B+ 경성 금도금을 하는 것이 바람직하다.

한편, 도전핀(36)의 상부와 반도체소자(20)의 볼리드(22)와의 접촉성을 향상시키기 위하여, 도전핀(36)을 도4b와 같이 가공하는 것이 보다 더 바람직하다. 즉, 상기 도전핀(36)의 상부에는 반도체소자(20)의 볼리드(22)가 접촉하는 면에 소정 깊이의 홈(38)을 추가로 형성한다. 이렇게 함으로써, 볼리드(22)와 도전핀(36) 상부의 접촉포인트가 예리해져서 접촉저항을 줄일 수 있게 된다.

한편, 도4b에서와 같이, 도전핀(36)의 하부에 상기 관통홀보다 넓은 직경의 플랜지부(40)를 추가로 형성하면 핀하우징으로부터 도전핀(36)이 위쪽으로 빠지는 현상을 방지할 수 있다.

도5는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이다. 상기 핀하우징의 상기 관통홀을 제외한 영역중 적어도 하나의 영역의 하면과 상기 실리콘 콘택터의 상면 사이에 스프링(46)이 추가로 설치되는 것을 나타낸다. 도5에서는, 시료지지대(32)에 인접한 위치의 핀하우징 하면과 실리콘 콘택터 상면 사이에 압축스프링(46)이 설치된 것을 나타내고 있다. 이 스프링(46)에 의해서, 핀하우징이 소정의 압축력에 대한 항력을 갖고 아래 방향으로 눌려지기 때문에, 도전핀(36)의 하단부가 실리콘 콘택터의 도전성 실리콘부(12)와 확실하게 접촉될 수 있다.

본 고안에 따르면, 리드간격이 0.4mm로 좁은 반도체소자도 쉽게 적용할 수 있으며 높은 주파수(8 GHz 정도)에서도 사용 가능하고 신뢰성이 높은 본 출원인의 선발명인 실리콘 콘택터의 장점을 그대로 간직하면서, 이러한 실리콘 콘택터를 기존의 테스트 소켓에 그대로 적용함으로써, 기존 장비의 교체가 불필요하며 원가를 절감할 수 있다.

Claims

테스트용 소켓보드(24);

소켓보드(24)에 결합되어 테스트할 BGA(ball grid array)형 반도체소자(20)를 삽입하는 공간을 형성하며 반도체소자(20)의 측면에 접하여 반도체소자(20)를 지지하는 시료지지대(32);

상기 소켓보드(24)의 상면에, 상기 시료지지대(32)가 형성하는 공간내에 부착되는, 반도체소자(20)의 볼리드(22)가 접촉되는 도전성 실리콘부(12)와, 도전성 실리콘부(12) 사이에서 절연층 역할을 하는 절연 실리콘부(14)로 구성되는 실리콘 콘택터(10);

상기 실리콘 콘택터(10)의 표면과 상기 반도체소자(20)의 볼리드가 형성된 하면 사이에 접하여 위치하며, 상기 반도체소자(20)의 볼리드와 상기 실리콘 콘택터(10)의 도전성 실리콘부(12)를 전기적으로 연결시키는 핀하우징으로 구성되는 테스트 소켓으로서,

상기 핀하우징은

상기 반도체소자(20)의 볼리드를 제외한 하면과 상기 실리콘 콘택터의 상면과 동일한 두께의 절연성 몸체(34)와,

절연성 몸체(34)를 관통하도록 상기 반도체소자(20)의 각 볼리드(22)에 상응하는 위치에 형성되며, 상부 입구는 접시머리형(42)으로 테이퍼가공되어 있는 다수의 관통홀과,

상기 각 관통홀의 내부에 삽입되어 상부는 상기 볼리드(22)에 접촉하고, 하부는 상기 도전성 실리콘부(12)에 접촉하는 다수의 도전핀(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓.
청구항 1에서, 상기 도전핀(36)은 전체적으로 원통형 몸체를 갖고, 하단부에 실리콘 콘택터의 도전성 실리콘부(12)의 표면에 접촉하는 면이 볼록하게 가공되어 있는 것을 특징으로 하는, 집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓.
청구항 2에서, 상기 도전핀(36)의 상부에는 반도체소자(20)의 볼리드(22)가 접촉하는 면에 소정 깊이의 홈(38)이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는, 집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓.
청구항 2 또는 3에서, 상기 도전핀(36)의 하부에는 상기 관통홀보다 넓은 직경의 플랜지부(40)가 추가로 형성되어서 핀하우징으로부터 도전핀(36)이 위쪽으로 빠지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓.
청구항 1~3중 어느 한 항에서, 상기 핀하우징의 상기 관통홀을 제외한 영역중 적어도 하나의 영역의 하면과 상기 실리콘 콘택터의 상면 사이에 스프링(46)이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는, 집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓.
청구항 1~3중 어느 한 항에서, 상기 도전핀(36)은 베릴륨-구리 재질에 니켈B+경성 금도금이 형성되는 것을 특징으로 하는, 집적화된 실리콘 콘택터를 적용한 반도체 테스트 소켓.