KR200319210Y1 - 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치 - Google Patents

동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치 Download PDF

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KR200319210Y1
KR200319210Y1 KR20-2003-0011566U KR20030011566U KR200319210Y1 KR 200319210 Y1 KR200319210 Y1 KR 200319210Y1 KR 20030011566 U KR20030011566 U KR 20030011566U KR 200319210 Y1 KR200319210 Y1 KR 200319210Y1
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오창수
인치훈
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(주)티에스이
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Abstract

본 고안은 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치에 관한 것으로, 소켓 보드와 핀 카드 사이를 동축 케이블부를 이용하여 탄성적으로 접촉하여 연결함으로써, 기계적인 접점을 줄여 노이즈 발생을 최소화하고 고주파 신호전달 특성을 향상시킬 수 있는 동축 케이블을 이용한 반도체 패키지 테스트 장치를 제공한다. 즉, 본 고안은 상부면에 테스트될 반도체 패키지가 수납될 테스트 소켓이 설치되는 소켓 보드와; 수직으로 꽂혀 있는 다수개의 핀 카드를 갖는 테스트 헤드로서, 마주보는 양면에 반도체 패키지 테스트에 필요한 각종 부품들과 더불어 회로 패턴이 형성되고, 상기 양면을 연결하는 상측면에 상기 회로 패턴과 연결되어 형성되며 테스트 신호를 입출력하는 접촉 패드들이 형성된 상기 핀 카드들을 갖는 테스트 헤드와; 상기 소켓 보드의 하부면과 상기 핀 카드의 접촉 패드에 탄성적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 동축 케이블부;를 포함하며, 상기 동축 케이블부는, 중심 부분에 형성된 신호 단자와, 상기 신호 단자와 절연되어 상기 신호 단자를 둘러싸는 접지 단자를 갖는 동축 케이블과; 상기 동축 케이블의 양단 부분에 독립적으로 설치되며, 상기 동축 케이블의 양단이 내설될 수 있도록 관통되게 다수개의 설치 구멍이 형성된 금속 소재의 한 쌍의 프로브 블록과; 상기 프로브 블록의 설치 구멍에 내설되는 상기 동축 케이블의 양단 부분에 설치되어 상기 소켓 보드와 상기 핀 카드의 접촉 패드에 탄성적으로 접촉하여 전기적으로 연결하는 연결 핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트장치를 제공한다.

Description

동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치{Semiconductor package tester using coaxial cable part}
본 고안은 반도체 패키지 테스트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트될 반도체 패키지와 테스트 헤드를 연결하는 전기적 연결 수단들 사이의 기계적인 접점을 최소화할 수 있는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치에 관한 것이다.
반도체 패키지 제조 공정은 실리콘 소재의 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer)에 회로를 형성하는 팹(FAB; fabrication) 공정과, 회로가 형성된 각각의 반도체 칩과 외부장치가 상호간에 전기적 신호 연결이 가능하도록 외부접속단자를 형성하고, 반도체 칩을 외부환경으로부터 보호하기 위해서 패키징(packaging)하는 어셈블리(assembly) 공정 및 어셈블리 공정에서 제조된 반도체 패키지가 올바르게 동작을 하는지를 검사하고, 그에 따라서 양품과 불량품으로 분류하는 테스트 공정을 포함한다.
어셈블리 공정이 완료된 반도체 패키지(17)에 대한 테스트 공정은 도 1에 도시된 바와 같은 반도체 패키지 테스트 장치(100)에서 이루어진다. 도 1을 참조하면, 테스트 장치(100)는 테스트 헤드(10; test head)와, 테스트 헤드(10)와 반도체 패키지(17) 사이의 전기적 연결을 매개하는 테스트 기판들로 구성된다. 물론 도시되지는 않았지만 테스트 기판으로 테스트할 반도체 패키지(17)를 이송하고, 테스트 공정이 완료된 반도체 패키지(17)를 테스트 결과에 따라서 분류하는 핸들러(handler)를 포함한다.
일반적으로 테스트 기판은 커넥터(13; connector)를 이용하여 테스트 헤드의 소켓(12; socket; 이하, "헤드 소켓"이라 한다)에 결합되는 퍼포먼스 보드(14; performance board)와, 동축 케이블(20; coaxial cable)을 매개로 퍼포먼스 보드(14)와 연결되는 소켓 보드(15; socket board)를 포함한다. 소켓 보드(15)의 상부면에는 반도체 패키지(17)가 수납되어 소켓 보드(15)와 전기적으로 연결시키는 테스트 소켓(16)이 설치된다.
이때 동축 케이블(20)은 양단이 직접 소켓 보드(15)와 퍼포먼스 보드(14)에 솔더링되어 전기적으로 연결된 상태를 개시하였지만, 동축 케이블의 양단에 커넥터를 설치하여 소켓 보드와 퍼포먼스 보드에 접촉하여 전기적으로 연결시킬 수도 있다. 도 2에는 퍼포먼스 보드(14) 상부면의 상부 패드(14b)에 동축 케이블(20)이 솔더링된 상태가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 퍼포먼스 보드(14)의 하부면에 커넥터(13)가 접촉·고정 설치된다. 즉, 커넥터(13)는 영문자 "T"자형의 커넥터 몸체(13a)와, 커넥터 몸체(13a)에 형성된 커넥터 핀(13b)으로 구성된다. 커넥터 몸체(13a)에서 중심 부분의 돌출부(13c)는 헤드 소켓(12)에 삽입되는 부분이다. 커넥터 핀(13b)의 상단부는 커넥터 몸체(13a)의 상부면으로 돌출되어 퍼포먼스 보드(14)의 하부면에 형성된 하부 패드(14a)에 접촉하고, 상단부와 연결된 하단부는 커넥터 몸체의 돌출부(13c)의 양면을 따라서 형성되어 핀 카드(11)의 헤드 소켓(12)에 삽입되어 전기적으로 연결된다.
그리고 퍼포먼스 보드의 커넥터(13)는 테스트 헤드(10)에 설치된 핀 카드(11)의 헤드 소켓(12)에 삽입된다. 핀 카드(11)는 카드 몸체(2)의 마주보는 양면에 반도체 패키지 테스트에 필요한 각종 부품(3)들과 더불어 회로 패턴(4)이 형성되고, 카드 몸체(2) 상단의 양면에 테스트 신호를 입출하는 접촉 패드(5)가 형성되어 있다. 헤드 소켓(12)은 핀 카드(11)의 상단에 결합되어 접촉 패드(5)에 기계적인 접촉에 의해 전기적으로 연결된다. 헤드 소켓(12)은 상부면의 중심 부분에 커넥터(13)가 삽입될 수 있는 슬롯(12b)이 형성된 소켓 몸체(12a)와, 일단부는 소켓 몸체의 슬롯(12b)의 양면에 노출되어 슬롯(12b)에 결합되는 커넥터(13)와 전기적으로 연결되고, 일단부와 일체로 형성된 타단부는 소켓 몸체(12a)의 하부면으로 돌출되어 핀 카드의 접촉 패드(11)에 기계적인 접촉에 의해 전기적으로 연결되는 소켓 핀(12c)을 포함한다. 헤드 소켓(12)이 핀 카드(11)에 결합될 때, 소켓 몸체(12a)의 하부면으로 돌출된 소켓 핀(12c)은 소정의 간격을 두고 양쪽에 열을 지어 형성되어 핀 카드(11)의 상단에 끼워지면서 핀 카드의 접촉 패드(5)에 탄성적으로 접촉되어 전기적으로 연결된다.
따라서 종래기술에 따른 반도체 패키지 장치는 반도체 패키지에서 출발해서, 테스트 소켓, 소켓 보드, 동축 케이블, 퍼포먼스 보드, 커넥터, 헤드 소켓 그리고 핀 카드까지 다수의 기계적인 접점이 존재하게 된다. 그런데 이러한 기계적인 접점은 테스트 공정시 노이즈로 작용하고, 고주파 신호전달 특성이 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서는 반도체 패키지에서부터 핀 카드 사이에 존재하는 기계적인 접점수를 줄여야 하는데, 테스트 소켓과 반도체 패키지 사이의 기계적인 접점과, 테스트 소켓 및 소켓 보드 사이의 기계적인 접점은 테스트 소켓과 소켓 보드를 사용하는 한 줄일 수 없는 기계적인 접점이다.
따라서, 본 고안의 목적은 소켓 보드에서 핀 카드 사이에 존재하는 기계적인 접점을 최소화하여 노이즈 발생을 최소화하고 고주파 신호전달 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 패키지 테스트 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 패키지 테스트 장치를 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 핀 카드의 소켓에 퍼포먼스 보드의 커넥터가 결합된 상태를 보여주는 부분 단면도이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치를 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 4는 도 3의 핀 카드를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3의 연결 핀이 접합된 동축 케이블을 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 연결 핀을 포함한 동축 케이블의 일단이 프로브 블록에 내설된 동축 케이블부를 보여주는 부분 단면도이다.
도 7은 동축 케이블부가 소켓 보드에 탄성적으로 접촉된 상태를 보여주는 부분 단면도이다.
도 8은 핀 카드에 동축 케이블부가 탄성적으로 접촉된 상태를 보여주는 부분 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
5, 105 : 접촉 패드 10, 110 : 테스트 헤드
11, 111 : 핀 카드 12 : 헤드 소켓
13 : 커넥터 14 : 퍼포먼스 보드
15, 115 : 소켓 보드 16, 116 : 테스트 소켓
17, 117 : 반도체 패키지 20, 120 : 동축 케이블
22, 122 : 신호 단자 100, 200 : 반도체 패키지 테스트 장치
121 : 연결 핀 124 : 내부 피복층
126 : 접지 단자 128 : 외부 피복층
130 : 프로브 블록 131 : 설치 구멍
140 : 동축 케이블부 150 : 접촉 핀
152 : 삽입 홈 160 : 가이드 관
162 : 삽입 구멍 164 : 걸림턱
170 : 절연 캡 180 : 접지 핀
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 소켓 보드와 핀 카드 사이를 동축 케이블부를 이용하여 탄성적으로 접촉하여 연결함으로써, 기계적인 접점을 줄여 노이즈 발생을 최소화하고 고주파 신호전달 특성을 향상시킬 수 있는 동축 케이블을 이용한 반도체 패키지 테스트 장치를 제공한다.
즉, 본 고안은 상부면에 테스트될 반도체 패키지가 수납될 테스트 소켓이 설치되는 소켓 보드와; 수직으로 꽂혀 있는 다수개의 핀 카드를 갖는 테스트 헤드로서, 마주보는 양면에 반도체 패키지 테스트에 필요한 각종 부품들과 더불어 회로 패턴이 형성되고, 상기 양면을 연결하는 상측면에 상기 회로 패턴과 연결되어 형성되며 테스트 신호를 입출력하는 접촉 패드들이 형성된 상기 핀 카드들을 갖는 테스트 헤드와; 상기 소켓 보드의 하부면과 상기 핀 카드의 접촉 패드에 탄성적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 동축 케이블부;를 포함하며,
상기 동축 케이블부는, 중심 부분에 형성된 신호 단자와, 상기 신호 단자와 절연되어 상기 신호 단자를 둘러싸는 접지 단자를 갖는 동축 케이블과; 상기 동축 케이블의 양단 부분에 독립적으로 설치되며, 상기 동축 케이블의 양단이 내설될 수 있도록 관통되게 다수개의 설치 구멍이 형성된 금속 소재의 한 쌍의 프로브 블록과; 상기 프로브 블록의 설치 구멍에 내설되는 상기 동축 케이블의 양단 부분에 설치되어 상기 소켓 보드와 상기 핀 카드의 접촉 패드에 탄성적으로 접촉하여 전기적으로 연결하는 연결 핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치를 제공한다.
본 고안에 따른 연결 핀으로 포고 핀을 사용할 수도 있다.
본 고안에 따른 프로브 블록의 설치 구멍은, 설치 구멍의 입구와 출구에서 소정의 깊이로 형성되어 연결 핀의 상하 이동을 안내하는 가이드 구멍과, 설치 구멍의 입구와 출구쪽에 형성된 가이드 구멍을 연결하며 가이드 구멍보다는 내경이 큰 스프링 지지 구멍을 포함한다.
전술된 설치 구멍에 설치되는 본 고안에 따른 연결 핀은, 동축 케이블의 양단 부분에 삽입되어 내주면이 접지 단자에 접합되어 프로브 블록의 설치 구멍에 내설되는 동축 케이블의 설치 구멍 내에서의 상하 이동을 안내하고, 외주면은 가이드 구멍의 내측면과 근접하고, 외주면의 상단부에서 돌출되어 스프링 지지 구멍에 삽입되는 걸림턱이 형성된 가이드 관과; 하단부는 가이드 관 안으로 삽입되어 동축 케이블의 신호 단자와 접합되며, 하단부와 일체로 형성된 상단부는 가이드 관 밖으로 돌출된 접촉 핀과; 가이드 관의 걸림턱 아래의 외주면에 끼워져 상단부는 걸림턱을 스프링 지지 구멍의 천장으로 밀착시키고, 상단부와 연결된 하단부는 스프링 지지 구멍의 바닥면에 밀착되어 가이드 관의 상단부를 프로브 블록의 상부면으로 소정의 높이로 돌출시키는 스프링;을 포함한다.
본 고안에 따른 접촉 핀의 하단부에는 동축 케이블의 신호 단자가 삽입되어 접합될 수 있도록 삽입 홈이 형성되어 있고, 하단부와 일체로 형성된 상단부는 소켓 보드와 핀 카드에 기계적인 접촉을 이룰 수 있도록 가이드 관 밖으로 돌출되어 있다.
본 고안에 따른 동축 케이블의 양단의 신호 단자는 접촉 핀의 삽입 홈에 삽입되어 압착 또는 솔더링 방법으로 연결된다.
본 고안에 따른 동축 케이블부는 접촉 핀을 둘러싸는 가이드 관과의 기계적인 접촉에 따른 전기적 쇼트 발생을 방지하기 위해서 접촉 핀과 가이드 관 사이에는 개재되는 절연 캡을 더 포함한다. 그리고 절연 캡은 접촉 핀의 상단부에 끼워진 다음 가이드 관의 상단에 끼워진다.
본 고안에 따른 프로브 블록은, 하부 블록과; 하부 블록의 상부에 결합되는 상부 블록;을 포함하며, 설치 구멍은 하부 블록과 상부 블록의 결합되는 면을 수직으로 관통하는 방향으로 형성된다.
본 고안에 따른 동축 케이블부는 프로브 블록의 상부면에 설치된 연결 핀들 사이의 영역에 설치된 탄성을 갖는 접지 핀을 더 포함할 수 있다.
본 고안에 따른 핀 카드의 상측면에는 일렬로 소정의 간격을 두고 접촉 패드들이 형성된다.
그리고 본 고안에 따른 프로브 블록은, 핀 카드의 상측면을 향하여 배치되는 제 1 프로브 블록과; 제 1 프로브 블록과 연결 핀이 접합된 동축 케이블을 매개로 연결되며, 소켓 보드의 하부면을 향하여 배치되는 제 2 프로브 블록;으로 구성되며, 제 1 프로브 블록에는 핀 카드의 접촉 패드에 대응되는 위치에 연결 핀들이 설치된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 동축 케이블부(140)를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치(200)를 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 반도체 패키지 테스트 장치(200)는 상부면에 테스트될 반도체 패키지(117)가 수납될 테스트 소켓(116)이 설치되는 소켓 보드(115)와, 수직으로 꽂혀 있는 다수개의 핀 카드(111)를 갖는 테스트 헤드(110)와, 소켓 보드(115)와 핀 카드(111)에 탄성적으로 접촉하여 전기적으로 연결하는 동축 케이블부(140)를 포함한다. 이때 본 고안에 따른 테스트 장치(200)는 소켓 보드(115)와 핀 카드(111) 사이를 동축 케이블부(140)를 이용하여 탄성적으로 접촉하여 연결함으로써, 종래에 비하여 기계적인 접점을 최소화하여 노이즈 발생을 최소화하고 고주파 신호전달 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 동축 케이블부(140)를 사용함으로써, 종래의 테스트 장치에서 다수의 기계적인 접점을 양산했던 퍼포먼스 보드, 커넥터 및 헤드 소켓을 사용하지 않아도 된다.
소켓 보드(115)는, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상부면에 테스트 소켓(116)이 설치되고, 하부면에 테스트 소켓(116)의 핀과 전기적으로 연결되는 기판 패드(115a)들이 형성되어 있다. 테스트 소켓(116)으로는 표면 삽입형 타입과 표면 실장형 타입이 사용될 수 있다.
핀 카드(111)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 마주보는 양면을 갖는 카드 몸체(102)와, 카드 몸체(102)의 마주보는 양면에 반도체 패키지 테스트에 필요한 각종 부품(103)들과 더불어 회로 패턴(104)이 형성되어 있고, 양면을 연결하는 카드 몸체의 상측면(106)에 회로 패턴(104)과 연결된 접촉 패드(105)들이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 즉, 종래의 핀 카드에는 접촉 패드가 카드 몸체의 양면의 상단부에 형성하였지만, 본 고안에서는 동축 케이블부(140)가 헤드 소켓 없이 수직으로 직접 접촉할 수 있도록 카드 몸체의 상측면(106)에 일렬로 접촉 패드(105)들이 형성되어 있다.
그리고 동축 케이블부(140)는, 도3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 동축 케이블(120)과, 동축 케이블(120)의 양단 부분에 독립적으로 설치된 프로브 블록(130; probe block)을 포함하며, 프로브 블록(130)은 동축 케이블(120)의 일단이 내설될 수 있도록 다수개의 설치 구멍(131)이 형성된 구조를 갖는다. 특히 프로브 블록의 설치 구멍(131)에 내설되는 동축 케이블(120)의 양단 부분에 설치되어 소켓 보드(115)와 핀 카드(111)에 탄성적으로 접촉하는 연결 핀(121)이 기계적인 접점없이 직접 접합되어 있다.
프로브 블록(130)은 핀 카드의 상측면(106)을 향하는 제 1 프로브 블록(130a)과, 소켓 보드(115)의 하부면을 향하는 제 2 프로브 블록(130b)으로 구성된다. 한편 프로브 블록(130)이 동축 케이블(120)의 양단에 동일한 구조로 설치되기 때문에, 도 5 및 도 6은 동축 케이블(120)의 일단에 프로브 블록(130)이 설치된 예를 도시하였다.
프로브 블록(130)은 동축 케이블(120)의 일단부가 각기 설치되는 금속 소재의 블록으로, 동축 케이블(120)의 일단이 내설될 수 있도록 관통되게 다수개의 설치 구멍(131)이 형성되어 있다. 설치 구멍(131)은 프로브 블록(130)의 상부면과 하부면에서 소정의 깊이로 형성되어 동축 케이블(120)의 일단을 포함한 연결 핀(121)의 상하 이동을 안내하는 가이드 구멍(133)과, 프로브 블록(130)의 상부면과 하부면에 형성된 가이드 구멍(133)을 수직으로 연결하며 가이드 구멍(133)보다는 내경이 크게 형성된 스프링 지지 구멍(135)을 포함한다.
프로브 블록(130)은 스프링(190)을 포함한 연결 핀(121)이 설치된 동축 케이블(120)을 설치 구멍(131)에 용이하게 설치할 수 있도록, 설치 구멍(131)이 형성된 방향에 직교하는 방향으로 잘려진 두 개의 블록의 결합으로 구성된다. 즉, 프로브 블록(130)은 하부 블록(132)과, 하부 블록(132)의 상부에 결합되는 상부 블록(134)을 포함한다. 물론 설치 구멍(131)은 하부 블록(132)과 상부 블록(134)을 결합하는 면을 수직으로 관통하는 방향으로 형성되어 있다.
동축 케이블(120)은, 본 고안이 속하는 기술분야에 널리 알려진 바와 같이, 중심 부분의 신호 단자(122)를 중심으로 해서 신호 단자(122)를 둘러싸는 내부 피복층(124)과, 내부 피복층(124)의 외주면에 형성된 접지 단자(126) 및 접지 단자(126)를 둘러싸는 외부 피복층(128)으로 구성된다. 후술되겠지만, 동축 케이블 일단의 신호 단자(122)와 접지 단자(126)는 각기 접촉 핀(150) 및 가이드 관(160)에 접합될 수 있도록 외부에 노출되며, 특히 가이드 관(160)이 동축 케이블(120)의 양단에 삽입되어 접지 단자(126)에 안정적으로 접합될 수 있도록, 동축 케이블의 접지 단자(126) 부분이 길게 노출되어 있다.
연결 핀(121)은 동축 케이블(120)의 양단 부분 함께 프로브 블록(130)에 설치되어 동축 케이블(120)의 양단이 소켓 보드(115)와 핀 카드(111)에 탄성적으로 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있도록 연결하는 부분으로서, 가이드 관(160), 접촉 핀(150), 절연 캡(170) 및 스프링(190)으로 구성된다.
가이드 관(160)은 프로브 블록의 설치 구멍(131)에 내설되는 동축 케이블(120)의 양단 부분에 삽입되어 내주면이 접지 단자(126)에 접합되어 프로브 블록의 설치 구멍(131) 내에서의 동축 케이블(120)의 상하 이동을 안내하고, 외주면은 가이드 구멍(133)의 내측면에 근접하고, 외주면의 상단부에서 돌출되어 스프링 지지 구멍(135)에 삽입되는 걸림턱(164)이 형성되어 있다.
따라서 가이드 관(160)은 동축 케이블의 신호 단자(122)를 포함한 접지 단자(126)가 삽입될 수 있도록 접지 단자(126)의 외경보다는 큰 내경을 갖는 삽입 구멍(162)이 형성되어 있으며, 외주면은 프로브 블록의 가이드 구멍(133)의 내주면에 접촉할 수 있도록 가이드 구멍(133)의 내경에 근접한 외경을 갖는다. 가이드 관(160) 외주면의 상단부에 돌출되게 걸림턱(164)이 형성되어 있으며, 걸림턱(164)은 프로브 블록의 스프링 지지 구멍(135)에 삽입된다. 가이드 관(160)의 하단부는 동축 케이블의 접지 단자(126)에 접합되며, 가이드 관(160)의 접합 방법으로 솔더링 방법이 사용될 수 있다. 도면부호 137은 솔더링된 부분을 가리킨다. 그리고 가이드 관(160)은 프로브 블록의 설치 구멍(131) 내에서의 동축 케이블(120)의 상하 이동과, 더불어 동축 케이블(120) 상단에 설치된 연결 핀(121)이 소켓 보드와 핀 카드와의 기계적인 접촉을 이룰 수 있도록 가이드 관(160)의 상단부은 프로브 블록(130)의 상부면으로 돌출되게 형성된다. 예컨대, 가이드 관(160)은 설치 구멍(131)이 형성된 방향의 프로브 블록(130)의 길이보다는 길게 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 걸림턱(164)을 중심으로 해서 가이드 관(160)의 상부는 스프링 지지 구멍(135) 천장 위의 가이드 구멍(133)의 길이보다는 길게 형성하고, 걸림턱(164) 아래의 가이드 관(160) 부분은 스프링 지지 구멍(135) 천장 아래의 가이드 구멍(133) 및 스프링 지지 구멍(135)의 길이의 합보다는 길게 형성하는 것이다.
접촉 핀(150)은 동축 케이블의 신호 단자(122)를 소켓 보드와 핀 카드를 전기적으로 연결시키는 매개체로서, 하단부에는 동축 케이블의 신호 단자(122)가 삽입되어 접합될 수 있는 삽입 홈(152)이 형성되어 있으며, 상단부는 소켓 보드(115) 및 핀 카드(111)와 기계적인 접촉을 이룰 수 있도록 가이드 관(160) 밖으로 돌출되어 있다. 그리고 접촉 핀의 삽입 구멍(152)에 삽입된 신호 단자(122)는 솔더링 방법으로 접촉 핀(150)에 접합된다. 도면부호 139는 솔더링된 부분을 가리킨다. 그 외 삽입 구멍(152)에 신호 단자(122)를 삽입한 이후에 압착 방법으로 연결할 수도 있다.
절연 캡(170)은 접촉 핀(150)과, 접촉 핀(150)을 둘러싸는 가이드 관(160)과의 기계적인 접촉에 따른 전기적 쇼트 발생을 억제하기 위해서, 접촉 핀(150)과 가이드 관(160) 사이에 개재된다. 즉, 접촉 핀(150)의 상단부에 근접하게 절연 캡(170)을 끼운 다음, 접촉 핀(150)의 하단부를 가이드 관의 삽입 구멍(162) 안으로 삽입시킨다. 그리고 접촉 핀(150)의 하단부에 형성된 삽입 홈(152)에 동축 케이블의 신호 단자(122)를 삽입시킨 후 접촉 핀(150)에 끼워진 절연 캡(170)은 가이드 관(160)의 상단에 끼워진다. 한편 접촉 핀(150)의 하단부를 통하여 절연 캡(170)을 끼워 상단부에 고정할 수 있도록, 접촉 핀(150)의 하단부는 절연 캡(170)에 형성된 끼움 구멍(172)의 내경에 대응되는 외경을 갖고, 접촉 핀(150)의상단부는 절연 캡의 끼움 구멍(172)의 내경보다는 큰 외경을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 물론 접촉 핀(150)의 상단은 소켓 보드의 기판 패드(115a)와 핀 카드의 접촉 패드(105)에 안정적으로 접촉할 수 있도록 뾰족하게 형성하는 것이 바람직하다.
그리고 스프링(190)은 가이드 관의 걸림턱(164) 아래의 외주면에 끼워져 프로브 블록의 스프링 지지 구멍(135)에 탄성적으로 설치되어 가이드 관의 설치 구멍(131)을 통한 상하 이동을 가능하게 한다. 즉, 스프링(190)의 상단부는 걸림턱(164)을 스프링 지지 구멍(135)의 천장으로 밀착시키고, 상단부와 연결된 하단부는 스프링 지지 구멍(135)의 바닥면에 밀착되어 스프링 지지 구멍(135) 안에 탄성적으로 설치됨으로써, 가이드 관(160)의 상단부를 프로브 블록(130)의 상부면으로 소정의 높이로 돌출시킨다. 접촉 핀(150)은 가이드 관(160)의 상단에 돌출되어 있다.
한편 동축 케이블의 접지 단자(126)에 접합된 가이드 관(160)은 프로브 블록(130)에 접지되는데, 프로브 블록의 가이드 구멍(131)의 내주면에 접촉하여 접지를 이루거나 프로브 블록의 스프링 지지 구멍(135)의 바닥면과 가이드 관의 걸림턱(164) 사이에 기계적인 접촉을 이루는 스프링(190)을 매개로 접지를 이룬다.
그 외 프로브 블록(130)의 상부면에는 연결 핀(121)의 높이에 대응되게 탄성을 갖는 접지 핀(180)을 설치할 수 있으며, 연결 핀(121)들 사이의 영역에 균일하게 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 연결 핀(121)들 사이의 영역에 접지 핀(180)을 설치함으로써, 연결 핀(121)을 통하여 테스트 신호 전달시 상호 간섭(crosstalk)을최소화할 수 있다.
한편 동축 케이블(120)의 양단에 설치되는 프로브 블록(130)은 접촉할 소켓 보드(115)의 기판 패드와 핀 카드(111)의 접촉 패드의 배열에 따라서 동축 케이블(120)을 내설할 수 있도록 설치 구멍(131)들이 형성된다. 그리고 본 고안에 따른 연결 핀으로 포고 핀을 사용할 수도 있다. 예컨대, 동축 케이블의 신호 단자에 포고 핀을 압착하여 고정한 다음, 포고 핀에 절연 캡을 끼워 프로브 블록의 설치 구멍에 끼워 고정시켜 사용할 수 있다. 이때, 프로브 블록의 설치 구멍에 위치하는 동축 케이블의 접지 단자는 설치 구멍의 내측면에 솔더링 방법으로 접합된다.
이와 같은 구조를 갖는 동축 케이블부(140)가 소켓 보드(115)에 탄성적으로 접촉된 상태를 도 7을 참조하여 설명하겠다. 즉, 소켓 보드(115)의 하부면에 형성된 기판 패드(115a)에 대응되게 동축 케이블부의 연결 핀(121)과 접지 핀(180)을 정렬시킨 다음, 제 2 프로브 블록(130b)을 소켓 보드(115)의 하부면으로 밀착시켜 연결 핀(121)과 접지 핀(180)을 기판 패드(115a)에 탄성적으로 접촉시킨다.
이때, 동축 케이블부(140)가 소켓 보드(115)에 밀착되면, 연결 핀의 접촉 핀(150)이 소켓 보드의 기판 패드(115a)에 밀착되면서 제 2 프로브 블록의 설치 구멍(131)에 내설된 가이드 관의 걸림턱(164)이 스프링(190)을 압축시켜 접촉 핀(150)이 소켓 보드의 기판 패드(115a)에 탄성적으로 밀착된다. 제 2 프로브 블록의 설치 구멍(131)에 내설된 가이드 관(160)을 포함한 동축 케이블(120)은 연결 핀(121)이 후퇴하는 거리만큼 아래로 이동한다. 그리고 가이드 관(160)의 외주면의 적어도 한 부분 이상이 가이드 구멍(133)의 내측면과 접촉함으로써, 가이드관(160)은 접지된다.
한편 소켓 보드(115)에서 동축 케이블부(140)가 분리되면 스프링(190)에 축적된 탄성력에 의해 복원되면서 가이드 관의 걸림턱(164)이 스프링 지지 구멍(135)의 천장에 접촉할 때까지 연결 핀(121)을 밀어 원래의 위치로 복원시킨다.
따라서, 본 고안에 따른 동축 케이블부(140)는 스프링 지지 구멍(135)에 내설된 스프링(190)에 의해 소켓 보드(115)에 연결 핀(121)이 탄성적인 접촉을 구현하면서, 실질적으로 소켓 보드(115)와 기계적인 접촉에 의해 전기적 접속을 이루는 연결 핀의 접촉 핀(150)은 동축 케이블의 신호 단자(122)에 직접 접합된 구조를 갖는다.
다음으로 동축 케이블부(140)가 핀 카드(111)에 탄성적으로 접촉된 상태를 도 8을 참조하여 설명하겠다. 한편, 도 7에서 동축 케이블부(140)가 소켓 보드의 기판 패드(115a)에 탄성적으로 접촉되는 상태를 상세히 개시하였기 때문에, 도 8에서는 연결 핀의 접촉 핀(150)이 핀 카드의 접촉 패드(105)에 탄성적으로 접촉되는 상태를 개략적으로 도시하였다.
동축 케이블부(140)는 소켓 보드(115)에 접촉된 방식과 동일한 방식으로 핀 카드(111)에 접촉한다. 즉, 핀 카드(111)의 상측면(106)에 형성된 접촉 패드(105)에 대응되게 동축 케이블부의 연결 핀(121)을 정렬시킨 다음, 제 1 프로브 블록(130a)을 핀 카드(111)의 상측면으로 밀착시켜 연결 핀(121)을 접촉 패드(105)에 탄성적으로 접촉시킨다.
그리고 핀 카드의 상측면(106)에 접촉 패드(105)가 일렬로 형성되기 때문에,동축 케이블부의 연결 핀(121) 또한 접촉 패드(105)에 대응되게 제 1 프로브 블록(130a)에 일렬로 설치된다. 일렬로 설치된 연결 핀(121) 사이에 적어도 하나 이상의 접지 핀을 제 1 프로브 블록에 설치할 수도 있다. 즉, 접촉 패드 중에서 접지용으로 사용되는 접촉 패드에 대응되게 접지 핀을 제 1 프로브 블록에 설치할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 고안의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 고안의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
따라서, 본 고안의 구조를 따르면 동축 케이블의 신호 단자에 직접 접합된 접촉 핀이 스프링에 의해 소켓 보드와 핀 카드에 탄성적으로 접촉하고, 접촉 핀과 동축 케이블의 신호 단자가 직접 접합된 구조를 가지기 때문에, 접촉 핀에 접촉되는 소켓 보드와 핀 카드 사이의 접촉 저항의 변화폭이 거의 없다.
동축 케이블의 신호 단자와 접촉 핀이 직접 접합된 구조를 갖기 때문에, 신호 단자와 연결 핀 사이의 기계적 접점이 존재하지 않아 테스트될 반도체 패키지에서 테스트 헤드 사이에 테스트 신호가 교환될 때 노이즈를 줄일 수 있고, 고주파 신호전달 특성을 향상시킬 수 있다.
또한 동축 케이블부를 사용함으로써, 종래의 테스트 장치에 사용되었던 퍼포먼스 보드, 커넥터 및 헤드 소켓을 사용하지 않아도 된다.

Claims (11)

  1. 상부면에 테스트될 반도체 패키지가 수납될 테스트 소켓이 설치되는 소켓 보드와;
    수직으로 꽂혀 있는 다수개의 핀 카드를 갖는 테스트 헤드로서, 마주보는 양면에 반도체 패키지 테스트에 필요한 각종 부품들과 더불어 회로 패턴이 형성되고, 상기 양면을 연결하는 상측면에 상기 회로 패턴과 연결되어 형성되며 테스트 신호를 입출력하는 접촉 패드들이 형성된 상기 핀 카드들을 갖는 테스트 헤드와;
    상기 소켓 보드의 하부면과 상기 핀 카드의 접촉 패드에 탄성적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 동축 케이블부;를 포함하며,
    상기 동축 케이블부는,
    중심 부분에 형성된 신호 단자와, 상기 신호 단자와 절연되어 상기 신호 단자를 둘러싸는 접지 단자를 갖는 동축 케이블과;
    상기 동축 케이블의 양단 부분에 독립적으로 설치되며, 상기 동축 케이블의 양단이 내설될 수 있도록 관통되게 다수개의 설치 구멍이 형성된 금속 소재의 한 쌍의 프로브 블록과;
    상기 프로브 블록의 설치 구멍에 내설되는 상기 동축 케이블의 양단 부분에 설치되어 상기 소켓 보드와 상기 핀 카드의 접촉 패드에 탄성적으로 접촉하여 전기적으로 연결하는 연결 핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 연결 핀은 포고 핀인 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 프로브 블록의 설치 구멍은, 상기 설치 구멍의 입구와 출구에서 소정의 깊이로 형성되어 상기 연결 핀의 상하 이동을 안내하는 가이드 구멍과, 상기 설치 구멍의 입구와 출구쪽에 형성된 상기 가이드 구멍을 연결하며 상기 가이드 구멍보다는 내경이 큰 스프링 지지 구멍을 포함하고,
    상기 연결 핀은, 상기 동축 케이블의 양단 부분에 삽입되어 내주면이 상기 접지 단자에 접합되어 상기 프로브 블록의 설치 구멍에 내설되는 상기 동축 케이블의 상기 설치 구멍 내에서의 상하 이동을 안내하고, 외주면은 상기 가이드 구멍의 내측면과 근접하고, 상기 외주면의 상단부에서 돌출되어 상기 스프링 지지 구멍에 삽입되는 걸림턱이 형성된 가이드 관과;
    하단부는 상기 가이드 관 안으로 삽입되어 상기 동축 케이블의 신호 단자와 접합되며, 상기 하단부와 일체로 형성된 상단부는 상기 가이드 관 밖으로 돌출된 접촉 핀과;
    상기 가이드 관의 걸림턱 아래의 외주면에 끼워져 상단부는 상기 걸림턱을 상기 스프링 지지 구멍의 천장으로 밀착시키고, 상단부와 연결된 하단부는 상기 스프링 지지 구멍의 바닥면에 밀착되어 상기 가이드 관의 상단부를 상기 프로브 블록의 상부면으로 소정의 높이로 돌출시키는 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 접촉 핀의 하단부에는 상기 동축 케이블의 신호 단자가 삽입되어 접합될 수 있도록 삽입 홈이 형성되어 있고, 상기 하단부와 일체로 형성된 상단부는 상기 소켓 보드와 상기 핀 카드에 기계적인 접촉을 이룰 수 있도록 가이드 관 밖으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 동축 케이블의 양단의 신호 단자는 상기 접촉 핀의 삽입 홈에 삽입되어 접합 또는 솔더링 방법으로 연결된 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 접촉 핀을 둘러싸는 상기 가이드 관과의 기계적인 접촉에 따른 전기적 쇼트 발생을 방지하기 위해서 상기 접촉 핀과 상기 가이드 관 사이에는 개재되는 절연 캡;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 절연 캡은 상기 접촉 핀의 상단부에 끼워진 다음 상기 가이드 관의 상단에 끼워지는 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 프로브 블록은,
    하부 블록과;
    상기 하부 블록의 상부에 결합되는 상부 블록;을 포함하며,
    상기 설치 구멍은 상기 하부 블록과 상부 블록을 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항의 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브 블록의 상부면에 설치된 상기 연결 핀들 사이의 영역에 설치된 탄성을 갖는 접지 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  10. 제 2항에 있어서, 상기 핀 카드의 상측면에는 일렬로 소정의 간격을 두고 상기 접촉 패드가 형성된 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 프로브 블록은,
    상기 핀 카드의 상측면을 향하여 배치되는 제 1 프로브 블록과;
    상기 제 1 프로브 블록과 상기 연결 핀이 접합된 상기 동축 케이블을 매개로 연결되며, 상기 소켓 보드의 하부면을 향하여 배치되는 제 2 프로브 블록;으로 구성되며,
    상기 제 1 프로브 블록에는 상기 핀 카드의 접촉 패드에 대응되는 위치에 상기 연결 핀들이 설치된 것을 특징으로 하는 동축 케이블부를 이용한 반도체 패키지 테스트 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100675343B1 (ko) * 2004-12-20 2007-01-29 황동원 반도체용 테스트 및 번인 소켓
US7538566B2 (en) 2006-10-31 2009-05-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrical test system including coaxial cables
KR101383032B1 (ko) 2013-04-29 2014-04-18 양 전자시스템 주식회사 프로브 검사장치의 프로브 카드 탈부착 구조

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