KR200394112Y1

KR200394112Y1 - 실리콘 콘택터를 이용한 반도체 테스트용 소켓 하우징

Info

Publication number: KR200394112Y1
Application number: KR20-2005-0016119U
Authority: KR
Inventors: 최우석
Original assignee: 주식회사 아이에스시테크놀러지
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2005-08-30

Abstract

본 고안은 본 출원인의 선등록권리인 "실리콘 콘택터(13)(integrated silicone contactor)"를 이용하여, 반도체 테스트용으로 사용하기 위한 소켓 하우징을 제공한다. 본 고안의 소켓하우징은 크게, 테스트보드(28)에 고정되는 하우징 베이스(200)와, 이 베이스(200) 상부에 결합되어 상하로 탄성적으로 이동하는 하우징 커버(300)로 구성된다.

Description

실리콘 콘택터를 이용한 반도체 테스트용 소켓 하우징{Socket housing for semiconductor device test using silicone contactor}

본 고안은 본 출원인의 선등록권리인 "실리콘 콘택터"(특허 제448414호 및 실용신안등록 제278989호, 제312739호, 제368242호, 제368243호 등)를 이용한 반도체 테스트용 소켓 하우징에 관한 것이다.

우선, 본 출원인의 선등록권리 중 가장 기초가 되는 특허 제448414호에 대해서 간단히 설명한다. 도1에 도시된 바와 같이, 실리콘 콘택터(13)는 반도체소자(21)의 리드단자(27)가 접촉하는 영역에 형성된 도전성 실리콘부(5)와, 상기 도전성 실리콘부(5)를 지지할 수 있도록 반도체소자(21)의 리드단자(27)가 접촉되지 않는 영역에 형성되어 절연층 역할을 하는 절연 실리콘부(7)로 구성된다. 이러한, 실리콘 콘택터(13)는 반도체소자(21)의 테스트를 수행하는 테스트보드(28)의 접촉패드(26)에 도전성 실리콘부(5)가 접촉되어 반도체소자(21)의 리드단자(27)와 테스트보드(28)의 접촉패드(26)가 전기적으로 연결되도록 하는데, 탄성적으로 접촉하기 때문에 접촉불량이나 접촉저항 문제가 발생하지 않고 기계적 마모가 적어서 수명이 향상되는 장점을 갖고 있다. 도1에서, 도전성 실리콘부(5)와 접촉패드(26)와의 접촉을 확실히 하기 위해 도전성 실리콘부(5)의 하부(19)가 절연 실리콘부(7)보다 h(약 20~50㎛ 정도)만큼 돌출되어 있음이 참고적으로 표시되어 있다.

본 고안은 도1과 같은 구성의 실리콘 콘택터(13)를 반도체 테스트용 소켓에 적용하기 위한 소켓 하우징을 제공한다. 상기 실리콘 콘택터(13)는 특히 BGA패키지 소자와 테스트보드(28)의 매개체로 사용할 때에 그 효용이 큰데, 본 고안에 따른 소켓하우징은 상기 실리콘 콘택터(13)의 효용을 극대화하고 DUT(21)(device under test)의 탑재 및 제거를 용이하게 할 수 있는 구성으로 고안되었다.

도2는 본 고안에 따른 소켓하우징의 분해사시도이고, 도3은 도2의 각 구성요소가 결합된 모습을 나타내는 조립도이다.

테스트보드(28)에 형성되어 있는 접촉패드(26) 위에 실리콘 콘택터(13)가 얹힌다. 실리콘 콘택터(13)에서 접촉패드(26)와 상응하는 위치에 도전성 실리콘부(5)가 형성되는 것은 도1에서 설명한 것과 같다.

도2에서, 본 고안의 소켓하우징은 크게, 테스트보드(28)에 고정되는 하우징 베이스(200)(이하 "베이스(200)")와, 이 베이스(200) 상부에 결합되어 상하로 탄성적으로 이동하는 하우징 커버(300)(이하 "커버(300)")로 구성된다.

본 고안의 작용을 미리 간략하게 설명하면, 베이스(200)는 중앙부(202)가 비어 있고, 이 중앙부(202)에 실리콘 콘택터(13)가 위치하도록 테스트보드(28)의 관통공(103)에 스크루(105)에 의해서 결합된다.

이 베이스(200)의 각 모서리 부위에는 스프링(208)이 수직으로 설치된다. 이들 스프링(208)을 압축하면서 커버(300)가 탄성적으로 결합된다. 커버(300)도 그 중앙부(302)는 비어 있다. 결합은 베이스(200)에 횡단하여 형성된 핀홀(204)에 커버결합핀(206)을 삽입하여 이루어진다. 이 커버결합핀(206)을 이용하여 베이스(200)와 커버(300)를 결합하는 방식은 추후 설명하겠다.

이렇게 베이스(200)에 커버(300)가 결합되면, 커버(300)는 상하로 탄성 이동가능하다. 반도체 테스트를 시행하기 전에 DUT인 반도체 패키지(21)를 베이스(200) 내의 중앙부(202)에 삽입하려면 상기 커버(300)를 위에서 아래로 누른다. 그러면 DUT(21)가 베이스(200) 내의 중앙부(202)로 삽입되어 실리콘 콘택터(13) 위에 얹히게 된다.

다음에 DUT(21)를 실리콘 콘택터(13)에 밀착해야 하는데, 이 때에는 커버(300)를 위에서 누르던 힘을 해제하면 커버(300)가 스프링(208)에 의해 위로 복귀하면서 동시에 DUT(21)가 실리콘 콘택터(13)에 밀착된다.

반도체 테스트가 완료되어 베이스(200)의 중앙부(202)로부터 DUT(21)를 제거하려면 위의 동작과 마찬가지로 다시 커버(300)를 누른다. 커버(300)를 누르면 DUT(21)가 실리콘 콘택터(13)에 밀착되던 힘이 해제되고 커버(300)와 베이스(200)의 중앙부(202)에 진공흡입관을 넣어서 DUT(21)를 흡입하여 제거한다.

이러한 작용을 위해 구성한 본 고안의 실제 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.

도2에서 베이스(200)는 전체적으로 사각 형상을 이루는 네 개의 측벽으로 구성되어 있다. 중앙부(202)는 비어 있고, 이 중앙부(202)로 반도체패키지인 DUT(21)가 삽입되어 실리콘 콘택터(13)에 얹히는 것이다.

사각의 각 모서리에는 스프링(208)이 수직으로 설치된다.

베이스(200)를 이루고 있는 측벽중 마주보고 있는 적어도 한 쌍의 외면에는 가이드홈(212)이 형성되어 있다. 이 가이드홈(212)은 커버(300)에 형성된 가이드돌기(314)가 슬라이드되도록 결합되는 곳이다. 이는 커버(300)와 베이스(200)가 정위치로 결합되도록 하기 위한 것을 목적으로 하므로 그 형상과 개수 등은 당업자에 의해 변경가능하다.

베이스(200)의 측벽중 마주보고 있는 한 쌍의 내면에는 래치홈(210)이 패여 있다. 래치홈(210)의 작용에 대해서는 커버(300)의 구성 및 작용과 함께 추후에 설명하기로 한다.

베이스(200)의 측벽중 상기 래치홈(210)이 패여 있는 두 측벽의 길이방향 전체에 걸쳐서 핀홀(204)이 뚫려 있다. 이 핀홀(204)에는 커버결합핀(206)이 삽입되는데, 이 커버결합핀(206)의 작용은 추후, 커버(300)의 설명시에 함께 설명한다.

다음에, 커버(300)에 대해 설명한다. 커버(300)도 전체적으로 사각 형상으로서, 그 중앙부(302)는 비어 있다. 이 중앙부(302)에는 물론 DUT(21)인 반도체패키지가 삽입된다.

커버(300)의 각 모서리에는 상기 스프링(208)이 삽입되는 홈이 형성되어서 스프링(208)에 의해 상기 베이스(200)와 탄성적으로 결합된다(도2에서 커버(300)의 각 모서리에 형성된 스프링 삽입홈은 보이지 않으므로 표시되어 있지 않다).

커버(300)의 측벽중 적어도 한 쌍의 대향 측벽에는 가이드돌기(314)가 하부로 돌출된다. 이 가이드돌기(314)는 베이스(200)의 외면에 형성된 가이드홈(212)에 슬라이드 결합되어, 커버(300)가 상하로 이동시 정위치에서 이탈하지 않도록 하는 역할을 한다.

커버(300)의 측벽중 한 쌍의 대향 측벽(베이스(200)의 래치홈(210)이 형성된 부분에 상응하는 측벽)의 하부로는 각각 래치결합부(310)가 소정 길이만큼 하부로 돌출된다. 그리고 이 래치결합부(310)를 횡단하여 핀홀(306)이 형성되어 있다.

이 래치결합부(310)에는 래치(312)가 상기 핀홀(306)과 여기에 박히는 래치결합핀(308)을 통해 회전가능토록 결합된다. 래치(312)의 단면은 사잇각이 둔각을 이루고 있는 ㄴ자 형상(상세한 형상은 도6 참조)이다. 도6을 미리 보면, 래치(312)는 가동단(316)과 고정단(318)으로 이루어진다. 고정단(318)에는 두 개의 홀이 형성되는데, 하나는 원형 홀(304)이고 하나는 타원형 홀(306)이다. 원형 홀(304)은 베이스(200)의 핀홀(204)과 나란히 위치하여 커버결합핀(206)에 의해 함께 관통되어 고정되며 래치(312)의 회전중심 역할을 한다. 타원형 홀(306)은 커버(300)의 래치결합부(310)에 형성된 핀홀(306)에 결합되되, 타원형으로 형성되어 있기 때문에 타원의 장직경에 해당하는 유격이 존재한다.

래치결합부(310)와 래치(312)의 구성 및 작용은 이하의 작용 설명을 통해 명확해질 것이다.

도4~8은 본 고안에 따른 소켓하우징의 작용을 설명하기 위한 것인데, 도4는 베이스(200)의 중앙부(202)에 DUT(21)가 삽입되기 전의 상태를 나타낸다. 스프링(208)에 의해 베이스(200)와 커버(300)는 일정 간격을 두고 벌어져 있다. 이 때에 커버(300)가 베이스(200)로부터 완전히 이탈되지 않는 이유는 베이스(200)의 측벽 내면에 형성된 래치홈(210)에 커버(300)의 래치(312)가 결합되어 베이스(200)의 핀홀(204) 및 래치(312)의 원형 홀(304)에 커버결합핀(206)을 삽입하였기 때문이다. 도4의 상태에서는 커버(300)가 스프링(208)에 의해 위로 밀리고 있기 때문에, 래치결합부(310)에 삽입되어 있는 래치결합핀(308)이 타원형 홀(306) 내에서 고정단(318)을 위로 당기게 되므로, 래치(312)의 가동단(316)은 래치(312)의 원형 홀(304)에 대해 대칭적으로 회전하여 도4에서와 같이 수평으로 위치하게 된다. 이러한 래치(312)의 작용에 대해서 도6에 상세히 표시해 놓았다.

도6에서와 같이 래치결합부(310)의 수직 이동에 따라 래치(312)는 그 회전중심인 원형 홀(304)을 중심으로 회전을 하게 되어 있다. 래치(312)의 고정단(318)이 스프링(208)의 탄성력에 의해 위로 밀리는 커버(300)에 의해 위로 당겨지기 때문에 가동단(316)은 원형 홀(304)을 중심으로 반대방향으로 회전하는 힘을 받게 되므로, 도6에서와 같이 가동단(316)은 수평으로 위치하게 된다. 따라서 본 고안에서의 래치(312)에 형성된 원형 홀(304)과 타원형 홀(306)의 위치는 이러한 메커니즘을 고려하여 결정될 수 있다.

한편, 도4의 상태에서는 DUT(21)를 삽입할 수 없으므로, DUT(21)를 삽입하기 위해서는 도5에서와 같이 커버(300)를 위에서 아래로 누른다. 그러면 커버(300)가 스프링(208)의 탄성을 이기고 아래로 내려가면서 래치결합부(310)가 아래로 내려가게 되고, 이 때에 래치결합부(310)에 커버결합핀(206)으로 회전가능하게 결합되어 있는 래치(312)의 고정단(318)이 아래로 힘을 받게 되면서, 래치(312)의 회전중심인 원형 홀(304)을 중심으로 고정단(318)은 내려가고 가동단(316)은 위로 올라가게 되어 도5와 같은 상태로 위치하게 된다. 이렇게 하여 도5에서와 같이 래치(312)의 가동단(316)이 수직으로 위치하게 되고, 결국 베이스(200) 및 커버(300)의 중앙부(202)(302)가 개방되어 실리콘 콘택터(13)에 DUT(21)를 삽입할 수 있게 된다.

이러한 작용에 대해서는 도7에서 상세히 설명하고 있다. 래치결합부(310)가 내려오게 되므로 타원형 홀(306)이 형성되어 있는 고정단(318)이 아래로 내려오도록 회전되고, 회전중심 반대편의 가동단(316)은 반대방향으로 회전하여 도7에서와 같이 수직으로 위치하게 된다.

한편, 도5에서와 같이 베이스(200)의 중앙부(202)를 개방시킨 상태에서 DUT(21)를 삽입하여 DUT(21)가 실리콘 콘택터(13) 위에 놓이도록 한다. 이 상태에서, 지금까지 커버(300)를 누르고 있던 힘을 제거하면 커버(300)는 스프링(208)의 힘에 의해 다시 위로 올라가게 되어 다시 도4의 상태로 되돌아간다. 이 때에 래치(312) 가동단(316)의 하부에 DUT(21)가 삽입되어 있으므로 래치(312)의 가동단(316)은 스프링(208)의 힘에 의해 DUT(21)를 위에서 아래로 누르게 된다. 이로써 DUT(21)가 실리콘 콘택터(13) 위에 안착되어 반도체 테스트를 받을 준비가 완료된다. 여기서 래치(312)의 가동단(316)이 DUT(21)를 확고하게 누를 수 있도록 래치(312)의 수평 위치와 실리콘 콘택터(13) 표면간의 간격은 DUT(21)의 패키지 두께에 상응하여 결정된다. 이러한 설계상의 세부사항은 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

도4~8에서 커버(300)를 누르거나 DUT(21)를 삽입하는 동작은 물론 자동화 기계에 의해 이루어질 수 있다. 커버(300)를 누르는 동작은 소정 압력으로 내려오는 푸시암(push arm)을 이용할 수 있고, DUT(21)를 파지하여 삽입하는 동작은 로보트팔에 설치된 흡착암(vacuum arm)을 이용할 수 있다. 이러한 설비의 사용에 관한 것은 당업자가 용이하게 결정할 수 있다.

한편, 본 고안에 사용되는 실리콘 콘택터(13)와 DUT(21)가 매우 좁은 간격의 도전성 실리콘부(5)와 리드단자(27)를 갖는 경우에는 DUT(21)를 정확한 위치에 탑재하는 것이 매우 중요하다. 또한, 위에서 설명한 베이스(200)와 커버(300)의 중앙부(302)의 크기가 각 DUT(21) 사이즈별로 별도로 설치되는 것은 효율면에서 부적절하다.

이를 해결하기 위해, 본 고안에서는 DUT가이드(400)가 추가로 포함될 수 있다. DUT가이드(400)는 도9에 나타낸 것과 같다. 전체 외관 사이즈는 커버(300)와 베이스(200)의 중앙부(302)(202) 내면과 일치하는 사이즈로 제작되며, 내부 공동부의 사이즈는 DUT(21) 패키지 사이즈와 일치한다. 도9와 같은 DUT(21)가이드의 내면 사이즈를 각 패키지 사이즈별로 다르게 여러 개 제작해놓으면, 베이스(200)와 커버(300)는 하나만 설치하고도 DUT가이드(400)를 교환함으로써 다양한 규격의 DUT(21)를 하나의 소켓 하우징으로도 테스트할 수 있으며, 무엇보다도 내면사이즈에 DUT(21) 패키지가 꼭 들어맞게 되어 있으므로 자동화기계에 의해서 DUT(21)가 실리콘 콘택터(13) 위에 탑재될 때에 정확한 위치에 탑재될 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 고안의 구체적 실시예 두 가지를 설명하였으나, 본 고안의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 기술적 범위는 첨부한 등록청구범위의 합리적 해석에 의해 결정되는 것이다. 본 고안에 따른 소켓 하우징은 반도체 번인테스트에 사용가능하다.

본 고안에 따르면 본 출원인이 보유하고 있는 특허발명인 실리콘 콘택터를 이용하여 반도체 테스트 소켓을 구성함으로써, 실리콘 콘택터의 장점을 이용하면서 DUT의 탈착이 편리하여 효율적인 반도체 테스트가 가능해진다.

도1은 본 고안에 사용된 선행기술인 실리콘 콘택터의 단면도.

도2는 본 고안에 따른 소켓 하우징의 분해사시도.

도3은 본 고안에 따른 소켓 하우징의 조립도.

도4, 도5, 도8은 도3의 X-X부 단면도로서, 본 고안에 따른 소켓 하우징의 작용을 설명하는 도면.

도6과 도7은 본 고안에 사용된 래치의 작용을 상세하게 나타내는 도면.

도9는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 도면.

Claims

반도체소자(21)의 리드단자(27)가 접촉하는 영역에 형성된 도전성 실리콘부(5)와, 상기 도전성 실리콘부(5)가 형성되지 않은 영역을 이루며 절연층 역할을 하는 절연 실리콘부(7)로 구성되는 실리콘 콘택터(13)를 이용한 반도체 테스트용 소켓하우징이,

테스트보드(28)에 고정되는 베이스(200)와, 이 베이스(200) 상부에 결합되어 상하로 탄성적으로 이동하는, 중앙부(302)가 비어있는 커버(300)로 구성되되,

상기 베이스(200)는 중앙부(202)가 비어 있고, 이 중앙부(202)에 실리콘 콘택터(13)가 위치하며,

상기 베이스(200)의 각 모서리 부위에는 스프링(208)이 수직으로 설치되고, 이들 스프링(208)을 압축하면서 커버(300)가 탄성적으로 결합되어, 커버(300)가 상하로 탄성 이동가능하며,

상기 커버(300)가 베이스(200)와 소정 간격으로 벌어져 있는 경우에는 상기 베이스와 커버의 중앙부가 폐쇄되며,

상기 커버(300)를 위에서 아래로 누르면 상기 베이스와 커버의 중앙부가 개방되어 DUT를 삽입할 수 있는 것을 특징으로 하는, 실리콘 콘택터를 이용한 반도체 테스트용 소켓 하우징
제1항에 있어서,

상기 베이스(200)는

전체적으로 사각 형상을 이루는 네 개의 측벽으로 구성되며; 중앙에는 DUT(21)가 삽입되는 공간인 중앙부(202)가 있고; 사각의 각 모서리에는 스프링(208)이 수직으로 설치되며; 상기 측벽중 마주보고 있는 적어도 한 쌍의 외면에는 가이드홈(212)이 형성되어 있고; 측벽중 마주보고 있는 한 쌍의 내면에는 래치홈(210)이 패여 있으며; 상기 측벽중 상기 래치홈(210)이 패여 있는 두 측벽의 길이방향 전체에 걸쳐서 핀홀(204)이 뚫려 있는 것을 특징으로 하고,

상기 커버(300)는

전체적으로 사각 형상을 이루는 네 개의 측벽으로 구성되며; 중앙에는 DUT(21)가 삽입되는 공간인 중앙부(302)가 있고; 각 모서리에는 스프링(208)이 삽입되는 홈이 형성되고; 상기 측벽중 적어도 한 쌍의 대향 측벽에는 가이드돌기(314)가 하부로 돌출되어, 상기 베이스(200)의 외면에 형성된 가이드홈(212)에 슬라이드 결합되며; 상기 측벽중 베이스(200)의 래치홈(210)이 형성된 부분에 상응하는 측벽에는 하부로 래치결합부(310)가 돌출되되, 이 래치결합부(310)를 횡단하여 핀홀(306)이 형성되어 있고; 상기 래치결합부(310)에는 래치(312)가 회전가능토록 결합되는데, 이 래치(312)의 단면은 가동단(316)과 고정단(318)이 둔각의 사잇각으로 ㄴ자 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는, 실리콘 콘택터를 이용한 반도체 테스트용 소켓 하우징.
제2항에 있어서,

상기 래치(312)의 고정단(318)에는 원형 홀(304)과 타원형 홀(306)이 형성되되,

이 원형 홀(304)은 베이스(200)의 핀홀(204)과 나란히 위치하여 커버결합핀(206)에 의해 함께 관통되어 고정되고, 타원형 홀(306)은 커버(300)의 래치결합부(310)에 형성된 핀홀(306)에 래치결합핀(308)에 의해 회전가능토록 결합되어,

상기 베이스(200)와 커버(300)가 벌어져 있는 경우에는 래치결합부(310)에 삽입되어 있는 래치결합핀(308)이 타원형 홀(306) 내에서 상기 래치의 고정단(318)을 위로 당겨서 래치(312)의 가동단(316)이 수평으로 위치하게 되며,

상기 커버(300)를 위에서 아래로 누르는 경우에는, 상기 래치결합부(310)가 아래로 내려가면서 래치(312)의 고정단(318)이 아래로 힘을 받게 되어 래치(312)의 가동단(316)이 회전되어 수직으로 위치하게 되는 것을 특징으로 하는, 실리콘 콘택터를 이용한 반도체 테스트용 소켓 하우징.
제1~3중 어느 한 항에 있어서,

전체 외관 사이즈는 커버(300)와 베이스(200)의 중앙부(302)(202) 내면과 일치하는 사이즈로 제작되며, 내부 공동부의 사이즈는 DUT(21) 패키지 사이즈와 일치하는 형상의 DUT가이드(400)가 추가로 포함되는, 실리콘 콘택터를 이용한 반도체 테스트용 소켓 하우징.