KR20030016454A - 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티플 라인 그리드를 이용하여 PCB 보드 상에 장착된 소켓에 삽입되는 기판 베이스를 안정되게 고정 유지하고, 접속핀의 탄성 저하에 기인하는 전기적 접속 불량을 방지한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 탄성을 갖는 다수의 접속핀을 각 멀티플 라인 그리드가 삽입되는 소켓 하우징의 각 내부 공간에 각각 형성하고, 각 접속핀이 갖는 탄성을 이용하여 각 멀티플 라인 그리드의 삽입 상태를 유지하는 종래의 소켓 구조와는 달리, 하우징에 탑재된 탄성 부재에 의해 상하 방향으로 움직임 가능한 이동 부재의 평면상에 일정 간격으로 형성되는 다수의 접속핀 압압 부재를 이용하여 각각의 멀티플 라인 그리드가 삽입될 다수의 수납 공간을 형성하고, 일단이 PCB 보드에 접착된 각 접속핀들을 하우징과 이동 부재를 관통하여 각 접속핀 압압 부재 사이에 오도록 배치시킴으로써, 대응하는 각 접속핀과의 접촉을 통해 각 수납 공간에 각각의 멀티플 라인 그리드가 삽입된 후 각 접속핀 압압 부재가 좌우 방향의 인접하는 접속핀을 멀티플 라인 그리드의 전극 배선 단자 쪽으로 강하게 밀어내어 접촉 및 접촉/유지시킴으로써, 소켓에 삽입된 기판 베이스를 안정되게 삽입 유지할 수 있어, 접속핀의 탄성 저하에 기인하는 기판 베이스의 원하지 않는 착탈을 방지할 수 있으며, 삽입된 기판 베이스의 접점들과 소켓 내 접점들간의 전기적 접촉 불량을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

Description

멀티플 라인 그리드용 소켓 구조{SOCKET STRUCTURE FOR MULTIPLE LINE GRID}

본 발명은 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 전극 배선이 입체적으로 형성된 멀티플 라인 그리드를 이용하는 소켓 타입의 모듈용 패키지에 사용하는데 적합한 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조에 관한 것이다.

최근 들어, 반도체 소자의 고집적화가 급진전되고 있는데, 반도체 소자의 고집적화 및 다핀화는 PCB 보드와 반도체 칩간에 데이터를 인터페이스하는 입출력 노드의 개수 증가를 수반시켜 입출력 노드간의 간격을 더욱 조밀하게 하고 있다.

이러한 반도체 칩의 소형화 및 고 기능화에 대응할 수 있는 PCB 보드로의 접속 방법으로는, 예를 들면 솔더볼을 이용하는 칩 사이즈 패키지(CSP : Chip Size Package) 기법과 웨이퍼 레벨 패키지(WLP : Wafer Level Package) 기법이 있다.

그러나, 이러한 CSP, WLP 등의 방법은 솔더볼의 피치 한계로 인해 반도체 소자의 다핀화 및 고집적화에 적절하게 대응하지 못하는 실정이다.

따라서, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 발명자에 의해 제안되어 대한민국 특허청에 출원된 특허출원 1997-15770, 2000-7640, 2000-25605, 2000-65176 등에서는 다양한 형태의 멀티플 라인 그리드를 제시하고 있으며, 이러한 멀티플 라인 그리드를 이용하여 고 기능화 및 고집적화에 따라 수반되는 반도체 소자의 다핀화와 소형화에 대응할 수 있도록 하고 있다.

즉, 상기한 각 특허에서 제시하고 있는 멀티플 라인 그리드는, 대략 사각 형태 또는 바 형태를 가지며 비전도체(예를 들면, 폴리머, 세라믹, 세라믹과 폴리머의 혼합물 등)로 된 그리드 본체의 주변을 따라 형성된 홈을 통해 전극 배선 단자가 형성되는 구조를 가지며, 이러한 구조를 갖는 멀티플 라인 그리드는 모듈 패키지, 반도체 패키지 등에 사용될 수 있다.

한편, 멀티플 라인 그리드를 갖는 모듈 패키지 또는 반도체 패키지를 착탈 자유롭게 삽입 장착하기 위한 종래 소켓 구조의 일 예로서는 도 4에 도시된 바와 같은 것이 있다.

도 5는 반도체 칩과 멀티플 라인 그리드가 장착된 기판 베이스를 종래의 소켓 구조에 삽입시킨 구조의 단면도이다.

도 5를 참조하면, PCB 보드(410) 상에 장착되는 소켓 하우징(420)은 차단판(422)을 통해 멀티플 라인 그리드에 대응 가능하도록 다수 개로 분리되고, 각 차단판(422)은 지지부재(421)를 통해 지지되며, 차단판(422)을 중심으로 하는 지지부재(421)의 양측에는 하단 측의 일단이 PCB 보드(410)내의 대응하는 각 입출력 노드(도시 생략)에 각각 접착되는 접속핀(423)이 각각 고정된다.

따라서, 인접하는 차단판(422) 사이의 공간 측면 부분에는 탄성을 갖는 두 개의 접속핀(423)이 고정 형성되며, 각 접속핀(423)은 자유단 측이 외측, 즉 차단판(422)측으로 경사지는 구조를 갖는다. 여기에서, 각 접속핀(423)의 구조를 차단판(422)측으로 경사지도록 형성하는 것은 기판 베이스(430)의 하단 측에 장착된 멀티플 라인 그리드(434)들이 수납 공간(425)으로 삽입될 때 각 멀티플 라인 그리드(434)에 형성된 전극 배선 단자(434a)들이 슬라이딩되도록 하기 위해서이다.

그러므로, 종래 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조에서는 상부에 반도체 칩(432)이 탑재된 기판 베이스(430)의 하부에 장착된 멀티플 라인 그리드(434)들 또는 기능성 소자(436)가 탑재된 멀티플 라인 그리드들을 대응하는 각 수납 공간(425)으로 삽입, 즉 각 멀티플 라인 그리드에 형성된 각 전극 배선 단자들이 대응하는 각 접속핀(423)에 접속되도록 삽입함으로써, 기판 베이스(430)가 소켓에 착탈 자유롭게 삽착된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 소켓 구조는 탄성을 갖는 접속핀을 각 멀티플 라인 그리드가 삽입되는 내부 공간에 각각 형성해 두고, 각 접속핀이 갖는 탄성을 이용하여 각 멀티플 라인 그리드의 삽입 상태를 유지하는 구조를 갖기 때문에 다음과 같은 문제점을 갖는다.

첫째, 접속핀의 재질 특성 및 구조적인 한계로 인해 삽입된 기판 베이스를 위치 변동 없이 장시간 동안 유지하기가 어렵다.

둘째, 잦은 삽입/착탈에 의해 접속핀들이 탄성이 저하되는 경우 원하지 않는 기판 베이스의 착탈이 발생할 수 있다.

셋째, 여러 가지 요인에 기인하는 접속핀의 탄성 저하로 인해 멀티플 라인 그리드 내 각 전극 배선 단자와 PCB 보드 내 대응하는 각 입출력 노드간의 전기적 접촉 불량 등이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 멀티플 라인 그리드를 이용하여 PCB 보드 상에 장착된 소켓에 삽입되는 기판 베이스를 안정되게 고정 유지하고, 접속핀의 탄성 저하에 기인하는 전기적 접속 불량을 효과적으로 방지할 수 있는 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상부에 적어도 하나의 반도체 칩이 탑재되고, 하부에 다수의 멀티플 라인 그리드가 장착된 기판 베이스를 PCB 보드 상에 착탈 자유롭게 탑재하는 소켓 구조에 있어서, 다수의 하부 관통홀과 다수의 탄성 부재가 형성된 하우징; 상기 탄성 부재에 의한 탄성을 통해 상기 하우징에 상하 움직임 가능하게 수납되며, 상기 다수의 멀티플 라인 그리드에 대응하는 다수의 수납 공간을 형성하는 다수의 접속핀 압압 부재가 일정 간격으로 형성되고, 상기 수납 공간 각각에 다수의 상부 관통홀이 형성되며, 대응하는 위치에 상기 탄성 부재를 수납하는 수납홀이 형성된 이동 부재; 및 일단이 상기 PCB 보드 내의 각 입출력 노드에 각각 접착되며, 상기 하부 관통홀과 상부 관통홀을 통해 지지되며, 타단이 상기 각 수납 공간으로 슬라이딩 가능한 형태로 돌출 형성되고, 상기 각 멀티플 라인 그리드가 슬라이딩 삽입된 후 상기 각 멀티플 라인 그리드 내 대응하는 각 전극 배선 단자들에 전기적으로 접촉되는 다수의 접속핀을 포함하고, 상기 각 멀티플 라인 그리드가 대응하는 각 수납 공간에 삽입된 후, 상기 각 접속핀 압압 부재가 인접하는 접속핀들의 타단 측을 대응하는 전극 배선 단자 쪽으로 밀어냄으로써 상기 각 멀티플 라인 그리드와 대응하는 각 접속핀 간을 접촉/유지시키는 것을 특징으로하는 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조를 제공한다.

도 1은 반도체 칩과 멀티플 라인 그리드가 장착된 기판 베이스를 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조에 삽입시킨 구조의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 소켓 구조를 각 구성부재별로 분리하여 도시한 분해 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 소켓 구조를 각 구성부재별로 분리하여 도시한 분해 사시도,

도 4는 치구를 이용하여 기판 베이스를 본 발명의 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조에 탑재하는 구조의 단면도,

도 5는 반도체 칩과 멀티플 라인 그리드가 장착된 기판 베이스를 종래의 소켓 구조에 삽입시킨 구조의 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

120 : 접속핀 130 : 하우징

132 : 하부 관통홀 134 : 탄성 부재

136 : 걸림턱 140 : 이동 부재

142 : 상부 관통홀 144 : 접속핀 압압 부재

146 : 수납홀

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 핵심 기술요지는, 탄성을 갖는 다수의 접속핀을 각 멀티플 라인 그리드가 삽입되는 소켓 하우징의 각 내부 공간에 각각 형성하고, 각 접속핀이 갖는 탄성을 이용하여 각 멀티플 라인 그리드의 삽입 상태를 유지하는 종래의 소켓 구조와는 달리, 하우징에 탑재된 탄성 부재에 의해 상하 방향으로 움직임 가능한 이동 부재의 평면상에 일정 간격으로 형성되는 다수의 접속핀 압압 부재를 이용하여 각각의 멀티플 라인 그리드(즉, 바형 멀티플 라인 그리드)가 삽입될 다수의 수납 공간을 형성하고, 일단이 PCB 보드에 접착된 각 접속핀들을 하우징과 이동 부재를 관통하여 각 접속핀 압압 부재 사이에 오도록 배치시킴으로써, 대응하는 각 접속핀과의 접촉을 통해 각 수납 공간에 각각의 멀티플 라인 그리드가 삽입된 후 각 접속핀 압압 부재가 좌우 방향의 인접하는 접속핀을 멀티플 라인 그리드의 전극 배선 단자 쪽으로 강하게 밀어내어 접촉 및 접촉/유지되도록 한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.

도 1은 반도체 칩과 멀티플 라인 그리드가 장착된 기판 베이스를 본 발명의바람직한 실시 예에 따른 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조에 삽입시킨 구조의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 소켓 구조는, 크게 구분해 볼 때, 일측이 PCB 보드(110)내의 대응하는 각 입출력 노드에 접착되는 다수의 접속핀(120), 내부에 형성된 하부 관통홀들을 통해 각 접속핀들을 1차 지지하는 하우징(130) 및 내부에 형성된 상부 관통홀들을 통해 각 접속핀들을 2차 지지하는 이동 부재(140)를 포함한다. 여기에서, 각 접속핀의 자유단 부분은 멀티플 라인 그리드가 삽입될 때 대응하는 전극 배선 단자가 슬라이딩 가능하도록 바깥쪽 방향으로 경사지게 형성되어 있다.

보다 상세하게, 본 발명의 소켓 구조에 있어서, 세 개의 큰 구성부재를 분리한 단면을 보여주는 도 2에 도시된 바와 같이, 이동 부재(140)의 수납이 가능한 구조로 된 하우징(130)에는 PCB 보드(110)에 대향하는 하부 평면상에 그 내부를 관통하는 형태의 다수의 하부 관통홀(132)이 일정 간격으로 형성되어 있고, 소정 부분(예를 들면, 하우징(130)의 측면 모서리 부분과 중앙 부분 등)에는 다수 개의 탄성 부재(134)가 장착되어 있으며, 하우징(130)의 외부 측벽의 내측 상부에는 하우징(130)에 조립된 이동 부재(140)가 탄성 부재(134)의 탄성에 의해 밖으로 튕겨 나가는 것을 방지하기 위한 걸림턱(136)이 형성되어 있다.

여기에서, 각각의 하부 관통홀(132)은 대응하는 각각의 접속핀(120)이 끼워져 지지되고, 탄성 부재(134)는 후술하는 이동 부재(140)에 소정 부분(즉, 탄성 부재(134)와 대응하는 부분)에 형성된 수납홀, 즉 스프링보다 작은 직경을 갖는 수납홀(146)에 맞닿는다. 여기에서, 탄성 부재(134)로는, 예를 들면 내부에 원통형으로 형성된 기둥을 둘러싸는 형태로 형성된 스프링 등을 사용할 수 있다.

또한, 이동 부재(140)에는 그 상부 면에 삽입되는 각각의 멀티플 라인 그리드(154)에 대응할 수 있도록 공간을 구분 짓는 다수의 접속핀 압압 부재(144)가 일정 간격으로 형성되어 있고, 각 압압 부재(144) 사이에는 대응하는 각 접속핀(120)을 2차지지하는 상부 관통홀(142)들이 형성되어 있으며, 외부 측벽의 하부에는 탄성 부재(134)에 대응하는 수납홀, 즉 탄성 부재(134)에 있는 스프링의 직경보다 적어도 작은 직경을 갖는 다수의 수납홀(146)이 형성되어 있고, 이동 부재의 외주변에는 기판 베이스(150)를 탑재하고자 할 때 도 4의 치구 접촉면(204)이 맞닿는 이동 접촉면(148)이 형성되어 있다.

따라서, 이동 부재(140)는 치구에 의해 눌려져 상부에 반도체 칩이 탑재되고 하부에 다수의 멀티플 라인 그리드 및/또는 기능성 소자가 탑재된 멀티플 라인 그리드(154)가 장착된 기판 베이스(150)가 삽입된 후 치구를 떼어내면 탄성 부재(134)의 탄성에 의해 이동 부재(140)가 위로 올라가고 그에 따라 각 접속핀 압압 부재(144)들이 인접하는 두 접속핀을 좌우 방향으로 밀어냄으로써 각 접속핀(120)들 사이에 삽입된 멀티플 라인 그리드(154)를 강하게 접촉/유지시킨다. 이때, 기판 베이스(150)를 소켓에서 착탈 하더라도 이동 부재(140)는 하우징(130)의 외부 측벽의 내측 상부에 형성된 걸림턱(136)에 의해 저지되어 하우징(130)으로부터 이탈되지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 소켓 구조를 각 구성부재별로 분리하여 도시한 분해사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 소켓 구조는, 기판 베이스(150)에 대응하는 크기를 가지며, 소켓을 이루는 이동 부재에는 기판 베이스(150)의 하부에 장착된 다수의 멀티플 라인 그리드(바형 멀티플 라인 그리드)(154)에 대응 가능한 구조를 갖는 수납 공간(즉, 접속핀 압압 부재에 의해 멀티플 라인 그리드(154)의 길이 방향으로 분리되는 다수의 수납 공간)들이 형성되고 각 수납 공간에 대응하는 각 접속핀(120)이 관통하는 상부 관통홀(142)이 형성되며, 하우징(130)에는 대응하는 각 접속핀(120)이 관통하는 다수의 하부 관통홀(132)이 형성되고 측면 또는 중앙 부분에 일정 간격으로 다수의 탄성 부재(134)가 형성된다.

따라서, 본 발명의 소켓 구조에서는 기판 베이스(150)가 소켓에 삽입, 즉 기판 베이스(150)의 하부에 장착된 각 멀티플 라인 그리드(154)가 각각의 접속핀 압압 부재(144)에 의해 구분되어지는 대응하는 수납 공간에 삽입되면, 각 접속핀 압압 부재(144)가 좌우 변에 인접하는 접속핀(120)을 멀티플 라인 그리드(154)의 전극 배선 단자 쪽으로 밀어내기 때문에 각 멀티플 라인 그리드(구체적으로, 기판 베이스)가 대응하는 각 접속핀들에 의해 강하고 안정되게 접촉 및 접촉/유지된다.

도 4는 치구를 이용하여 기판 베이스를 본 발명의 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조에 탑재하는 구조의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 먼저 진공 흡착홀(202)을 통해 제공되는 흡착력으로 기판 베이스(150)를 흡착한 후, 치구(200)의 외부변에 형성된 치구 접촉면(204)을 이동 부재(140)의 외주변에 있는 이동 접촉면(148)에 접촉시켜 누르면, 이동 부재(140)가 아래 방향으로 내려가고 그 결과 압압 부재(144)도 함께 하강하게 되므로 각 접속핀(120)들은 자신의 위치로 복귀, 즉 압압 부재(144)쪽으로 벌어지게 된다.

따라서, 이와 같이 이동 부재(140)가 아래쪽으로 내려간 상태에서 흡착력을 풀면 기판 베이스(150)가 소켓에 안착, 즉 각 멀티플 라인 그리드들이 대응하는 수납 공간으로 자연스럽게 삽입된다. 이후에 치구 접촉면(204)을 이동 접촉면(148)으로부터 떼어내면 탄성 부재(134)의 탄성에 의해 이동 부재(140)가 위로 올라가고 그에 따라 각 압압 부재(144)가 좌우 방향의 접속핀(120)들을 멀티플 라인 그리드(154)의 전극 배선 단자쪽으로 밀어냄으로써 기판 베이스(150)가 소켓에 안정되게 고정된다. 물론, 기판 베이스(150)를 소켓으로부터 탈거할 때도 마찬가지로 치구를 이용하여 흡착 탈거하거나 혹은 이동 접촉면을 눌러 탈거할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 탄성을 갖는 다수의 접속핀을 각 멀티플 라인 그리드가 삽입되는 소켓 하우징의 각 내부 공간에 각각 형성하고, 각 접속핀이 갖는 탄성을 이용하여 각 멀티플 라인 그리드의 삽입 상태를 유지하는 종래의 소켓 구조와는 달리, 하우징에 탑재된 탄성 부재에 의해 상하 방향으로 움직임 가능한 이동 부재의 평면상에 일정 간격으로 형성되는 다수의 접속핀 압압 부재를 이용하여 각각의 멀티플 라인 그리드가 삽입될 다수의 수납 공간을 형성하고, 일단이 PCB 보드에 접착된 각 접속핀들을 하우징과 이동 부재를 관통하여 각 접속핀 압압 부재 사이에 오도록 배치시킴으로써, 대응하는 각 접속핀과의 접촉을 통해 각 수납 공간에 각각의 멀티플 라인 그리드가 삽입된 후 각 접속핀 압압 부재가 좌우 방향의 인접하는 접속핀을 멀티플 라인 그리드의 전극 배선 단자 쪽으로 강하게 밀어내어 접촉/유지시킴으로써, 소켓에 삽입된 기판 베이스를 안정되게 삽입 유지할 수 있어, 접속핀의 탄성 저하에 기인하는 기판 베이스의 원하지 않는 착탈을 방지할 수 있으며, 삽입된 기판 베이스의 접점(전극 배선 단자)들과 소켓 내 접점(접속핀)들간의 전기적 접촉 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 상부에 적어도 하나의 반도체 칩이 탑재되고, 하부에 다수의 멀티플 라인 그리드가 장착된 기판 베이스를 PCB 보드 상에 착탈 자유롭게 탑재하는 소켓 구조에 있어서,

   다수의 하부 관통홀과 다수의 탄성 부재가 형성된 하우징;

   상기 탄성 부재에 의한 탄성을 통해 상기 하우징에 상하 움직임 가능하게 수납되며, 상기 다수의 멀티플 라인 그리드에 대응하는 다수의 수납 공간을 형성하는 다수의 접속핀 압압 부재가 일정 간격으로 형성되고, 상기 수납 공간 각각에 다수의 상부 관통홀이 형성되며, 대응하는 위치에 상기 탄성 부재를 수납하는 수납홀이 형성된 이동 부재; 및

   일단이 상기 PCB 보드 내의 각 입출력 노드에 각각 접착되며, 상기 하부 관통홀과 상부 관통홀을 통해 지지되며, 타단이 상기 각 수납 공간으로 슬라이딩 가능한 형태로 돌출 형성되고, 상기 각 멀티플 라인 그리드가 슬라이딩 삽입된 후 상기 각 멀티플 라인 그리드 내 대응하는 각 전극 배선 단자들에 전기적으로 접촉되는 다수의 접속핀을 포함하고,

   상기 각 멀티플 라인 그리드가 대응하는 각 수납 공간에 삽입된 후, 상기 각 접속핀 압압 부재가 인접하는 접속핀들의 타단 측을 대응하는 전극 배선 단자 쪽으로 밀어냄으로써 상기 각 멀티플 라인 그리드와 대응하는 각 접속핀 간을 접촉/유지시키는 것을 특징으로 하는 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징의 측벽의 내측 상부에는, 상기 탄성 부재의 탄성에 의해 상기 이동 부재가 이탈되는 것을 방지하기 위한 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 멀티플 라인 그리드용 소켓 구조.