KR20040076391A

KR20040076391A - 칩 스케일 패키지(ｃｓｐ)용 인서트

Info

Publication number: KR20040076391A
Application number: KR1020030011725A
Authority: KR
Inventors: 윤석영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-01

Abstract

본 발명은 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트에 관한 것으로서, 인서트의 수납 공간에 칩 스케일 패키지(CSP)를 안정적으로 수납하면서 동시에 인서트의 수납 공간에 수납되는 칩 스케일 패키지(CSP) 크기의 차이에 따른 유격에 의한 볼 컨택 불량을 최소화하기 위해서, 일면에 대하여 하향 단차지게 형성되어 칩 스케일 패키지(CSP)가 수납될 수납 공간이 형성되어 있으며, 상기 수납 공간의 바닥면으로 상기 칩 스케일 패키지의 솔더 볼들이 노출될 수 있도록 개방된 몸체부와; 상기 몸체부의 수납 공간에 근접하게 설치되어, 상기 수납 공간으로 수납되는 칩 스케일 패키지(CSP)를 탄성적으로 고정하는 다수개의 레치와; 상기 몸체부의 상부에 소정의 간격을 두고 탄성적으로 끼움 결합되어 상기 레치를 상기 수납 공간 밖으로 이탈시키거나 상기 수납 공간으로 이동시키는 누름판;을 포함하며, 상기 레치는, 상기 수납 공간의 마주보는 양변에 설치되어 상기 수납 공간으로 수납된 칩 스케일 패키지(CSP)의 상부면을 소정의 힘으로 눌러 고정하는 상부 레치와; 상기 각각의 상부 레치에 연결되어 상기 상부 레치가 설치된 양변과 이웃하는 양변에 위치하는 칩 스케일 패키지(CSP)의 양측면을 밀어 위치를 정렬하는 측면 레치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트를 제공한다.

Description

칩 스케일 패키지(ＣＳＰ)용 인서트{Insert for CSP}

본 발명은 칩 스케일 패키지용 인서트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인서트의 수납 공간에 수납되는 칩 스케일 패키지 크기의 차이에 따른 유격에 의한 컨택 불량을 최소화할 수 있는 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지 제조 공정에 의해 제조된 반도체 패키지는 제조된 이후에 제품의 신뢰성을 확인하기 위하여 각종 테스트를 실시하게 된다. 상기 테스트는 반도체 패키지의 모든 입출력 단자를 검사 신호 발생 회로와 연결하여 정상적인 동작 및 단선 여부를 검사하는 전기적 특성 테스트와 반도체 패키지의 전원 입력 단자 등 몇몇 입출력 단자들을 검사 신호 발생 회로와 연결하여 정상 동작 조건보다 높은 온도, 전압 및 전류 등으로 스트레스를 인가하여 반도체 패키지의 수명 및 결합 발생 여부를 체크하는 번인 테스트(Burn-In Test)가 있다.

특히 반도체 패키지 중에서 외부접속단자로서 솔더 볼(solder ball)을 사용하는 칩 스케일 패키지(Chip scale Package; CSP)는 다수개의 인서트(insert)가 설치될 트레이(tray)에 수납하여 테스트 공정을 진행하게 된다. 즉, 각각의 인서트에 CSP를 수납한 상태에서 트레이를 테스트 장치로 이송하여 테스트 공정을 진행하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 CSP용 인서트(50)를 보여주는 평면도이다. 도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다. 도 3은 도 1의 인서트(50)에 CSP(40)가 수납된 상태를 보여주는 평면도이다. 도 4는 도 3의 4-4선 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 인서트(50)는 CSP(40)가 수납될 수 있는 직사각형 형상의 수납 공간(12)이 형성된 몸체부(10)와, 몸체부(10)의 마주보는 양변에 설치된 레치(20; Latch)와, 레치(20)를 작동하기 위해서 수납 공간(12)이 형성된 몸체부(10)의 상부에 끼움 결합된 누름판(도시 안됨)을 포함한다. 이때 인서트의 몸체부(10)는 상부면에 대하여 하향 단차지게 수납 공간(12)이 형성되어 있으며, 수납 공간(12)의 바닥은 수납될 CSP의 솔더 볼(42)이 노출될 수 있도록 개방되어 있다.

이와 같은 구조를 갖는 인서트(50)에 CSP(40)를 수납하는 상태를 설명하면, 먼저 인서트(50)의 누름판을 눌러 레치(20)를 수납 공간(12) 밖으로 이동시킨다. 다음으로 CSP(40)를 수납 공간(12)에 투입하여 탑재시킨 다음 누름판을 눌렀던 힘을 제거하게 되면, 레치(20)가 CSP(40)의 상부면을 소정의 힘으로 눌러 고정함으로써, 인서트(50)에 CSP(40) 수납하는 공정이 완료된다. 물론 레치(20)가 CSP(40)의 상부면을 누르고 있지만, 수납 공간(12)과 CSP(40) 사이에 유격이 있을 경우 유격에 해당되는 만큼의 이동성을 갖는다.

그리고 인서트의 수납 공간(12)에 CSP(40)를 이상적으로 수납하기 위해서는, 수납 공간(12)과 CSP(40) 사이에 공차(이하, 수납 공차)가 없이 삽입되어 레치(20)에 의해 CSP(40)를 고정하는 것이지만, 수납 공차가 없을 경우 수납 공간에 CSP를 삽입시킬 수 없기 때문에, 인서트의 수납 공간에 수납될 기준 CSP의 크기에 대해서 0.02mm의 공차를 갖도록 설계된다.

한편 종래의 제조 방법으로 제조된 CSP의 경우, 기준 CSP의 크기에 대해서 ±0.1mm의 외형공차가 발생되기 때문에, 실질적으로 인서트의 수납 공간에 수납되는 CSP와 수납 공간 사이에는 최소 -0.08mm 내지 최대 0.12mm의 수납 공차가 발생된다.

따라서, 인서트에 수납되는 CSP의 크기가 기준 CSP의 크기보다 클 경우 예컨대, 수납 공차가 -0.08mm에 가까울수록 인서트의 수납 공간에 안정적으로 수납되지 못한다. 반대로 기준 CSP의 크기보다 작을 경우 예컨대, 수납 공차가 0.12mm에 가까울수록 인서트의 수납 공간과 CSP 사이에 유격이 커지기 때문에, 테스트 소켓 핀과의 볼 컨택 불량이 발생된다.

또한 볼 컨택 불량이 발생된 CSP에 대해서는 재검사가 진행되기 때문에, 재검사에 따른 테스트 장비의 설비 효율이 저하 및 검사 수율이 떨어지는 등의 문제가 부가적으로 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 인서트에 CSP를 안정적으로 수납하면서, 수납 공차를 최소화하여 볼 컨택 불량을 최소화할 수 있는 CSP용 인서트를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래기술에 따른 칩 스케일 패키지용 인서트를 보여주는 평면도이다.

도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.

도 3은 도 1의 인서트에 칩 스케일 패키지가 수납된 상태를 보여주는 평면도이다.

도 4는 도 3의 4-4선 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 칩 스케일 패키지용 인서트를 보여주는 평면도이다.

도 6은 도 5의 5-5선 단면도이다.

도 7은 도 5의 인서트에 칩 스케일 패키지가 수납된 상태를 보여주는 평면도이다.

도 8은 도 7의 8-8선 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

10, 60 : 몸체부 12, 62 : 수납 공간

20, 70 : 레치 40 : CSP

42 : 솔더 볼 50.100 : 인서트

80 : 상부 레치 81 : 상부 레치 핀

82 : 회전부 83 : 회전축

84 : 누름부 85, 93 : 가이드 구멍

86 : 연결부 87 : 탄성 바

88 : 가이드 축 90 : 측면 레치

91 : 측면 레치 핀 92 : 가이드부

94 : 정렬바 95 : 스프링

상기 목적을 달성하기 위하여, 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트로서, 일면에 대하여 하향 단차지게 형성되어 칩 스케일 패키지(CSP)가 수납될 수납 공간이 형성되어 있으며, 상기 수납 공간의 바닥면으로 상기 칩 스케일 패키지의 솔더 볼들이 노출될 수 있도록 개방된 몸체부와; 상기 몸체부의 수납 공간에 근접하게 설치되어, 상기 수납 공간으로 수납되는 칩 스케일 패키지(CSP)를 탄성적으로 고정하는 다수개의 레치와; 상기 몸체부의 상부에 소정의 간격을 두고 탄성적으로 끼움 결합되어 상기 레치를 상기 수납 공간 밖으로 이탈시키거나 상기 수납 공간으로 이동시키는 누름판;을 포함하며,

상기 레치는, 상기 수납 공간의 마주보는 양변에 설치되어 상기 수납 공간으로 수납된 칩 스케일 패키지(CSP)의 상부면을 소정의 힘으로 눌러 고정하는 상부 레치와; 상기 각각의 상부 레치에 연결되어 상기 상부 레치가 설치된 양변과 이웃하는 양변에 위치하는 칩 스케일 패키지(CSP)의 양측면을 밀어 위치를 정렬하는 측면 레치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트를 제공한다.

본 발명에 따른 상부 레치는, 회전축에 의해 고정되는 회전부와, 회전부와 연결되어 수납 공간 상에 돌출되어 수납 공간으로 수납되는 칩 스케일 패키지(CSP)의 상부면을 눌러 고정하는 누름부와, 회전부 및 누름부와 연결되어 상부쪽으로 뻗어 있으며 길게 가이드 구멍이 형성된 연결부를 갖는 상부 레치 핀과, 가이드 구멍에 결합되는 가이드 축을 가지며, 몸체부의 상부면으로 돌출되어 누름판의 하부면에 밀착되며 상하 탄성을 갖는 탄성 바를 포함한다. 이때, 누름판을 누르면 탄성 바가 하강하게 되고, 회전부가 회전하면서 탄성 바에 가이드 축으로 연결된 연결부는 가이드 구멍을 따라서 아래로 내려가게 되고, 누름부는 수납 공간 밖으로 이동하게 된다.

그리고 본 발명에 따른 측면 레치는, 상부 레치를 중심으로 양쪽에 설치되며, 가이드 축이 결합되는 가이드 구멍이 형성된 가이드부와, 가이드부와 연결되어 상부 레치가 설치된 양변에 마주보는 수납 공간으로 면으로 돌출되어 수납 공간으로 수납될 칩 스케일 패키지(CSP)를 정렬하는 정렬바를 갖는 측면 레치 핀과, 정렬바가 설치된 가이드부의 반대면과, 그 반대면과 마주보는 몸체부 내부에 체결되어 측면 레치 핀에 탄성을 제공하는 스프링을 포함한다. 이때, 누름판을 누르면 탄성 바가 하강하게 되고, 탄성 바에 가이드 축으로 연결된 가이드부는 가이드 구멍을 따라서 뒤로 후퇴하게 되고, 정렬바는 수납 공간 밖으로 이동한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CSP용 인서트(100)를 보여주는 평면도이다. 도 6은 도 5의 5-5선 단면도이다. 도 7은 도 5의 인서트(100)에 CSP(40)가 수납된 상태를 보여주는 평면도이다. 그리고 도 8은 도 7의 8-8선 단면도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 인서트(100)는 상부면에 대하여 하향 단차지게형성되어 CSP(40)가 수납될 수납 공간(62)이 형성되어 있으며, 수납 공간(62)의 바닥면으로 CSP의 솔더 볼(42)들이 노출될 수 있도록 개방부가 형성된 몸체부(60)와, 몸체부의 수납 공간(62)에 근접하게 설치되어 수납 공간(62)으로 수납되는 CSP(40)를 탄성적으로 고정하는 다수개의 레치(70) 및 몸체부(60)의 상부에 소정의 간격을 두고 탄성적으로 끼움 결합되어 레치(70)를 수납 공간(62) 밖으로 이탈시키거나 수납 공간으로 이동시켜 수납 공간으로 수납되는 CSP(40)를 고정시키는 누름판을 포함한다.

특히 레치는 수납 공간(62)의 마주보는 양변에 설치되어 수납 공간(62)으로 수납되는 CSP(40)의 상부면을 소정의 힘으로 눌러 고정하는 상부 레치(80)와, 각각의 상부 레치(80)의 양쪽에 연결되어 상부 레치(80)가 설치된 양변과 이웃하는 양변에 위치하는 CSP(40)의 양측면을 밀어 위치를 정렬하는 측면 레치(90)를 포함한다. 따라서 본 발명에 따른 인서트(100)는 수납 공간(62)에 수납되는 CSP(40)를 상부 레치(80)로 고정하면서 측면 레치(90)로 위치를 정렬하기 때문에, 테스트 설비의 테스트 소켓 핀과 CSP의 솔버 볼(42) 사이의 볼 컨택 불량이 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 인서트의 레치(70)에 대해서 좀더 상세히 설명하면, 상부 레치(80)는 상부 레치 핀(81)과, 상부 레치 핀(81)을 회전 운동시키는 탄성 바(87)를 포함한다. 상부 레치 핀(81)은 회전축(83)에 의해 고정되는 회전부(82)와, 회전부(82)와 연결되어 수납 공간(62) 상에 돌출되어 수납 공간(62)으로 수납되는 CSP(40)의 상부면을 눌러 고정하는 누름부(84)와, 회전부(82) 및 누름부(84)와 연결되어 상부쪽으로 뻗어 있으며 길게 가이드 구멍(85)이 형성된 연결부(86)를 갖는다. 탄성 바(87)는 가이드 구멍(85)에 결합되는 가이드 축(88)을 가지며, 몸체부(60)의 상부면으로 돌출되어 누름판의 하부면에 밀착되며 상하 탄성을 갖는다. 따라서 누름판을 누르면 탄성 바(87)가 하강하게 되고, 탄성 바(87)와 가이드 축(88)으로 연결된 상부 레치 핀(81)이 회전 운동하여 수납 공간(62) 밖으로 이동한다. 즉, 탄성 바(87)가 하강하게 되면, 탄성 바(87)와 가이드 축(88)으로 연결된 연결부(86)가 탄성 바(87)와 연동되어 아래로 내려오게 되고 동시에 회전부(82)가 회전하게 되고, 누름부(84)는 수납 공간(62) 밖으로 이동하게 된다. 반대로 누름판을 눌렀던 힘을 제거하게 되면 탄성 바(87)가 상승하게 되고, 탄성 바(87)와 가이드 축(88)으로 연결된 상부 레치 핀(81)이 회전 운동하여 수납 공간(62) 안으로 이동한다.

측면 레치(90)는 측면 레치 핀(91)과, 측면 레치 핀(91)의 전후 운동을 가능하도록 탄성을 제공하는 스프링(95)을 포함한다. 측면 레치 핀(91)은 상부 레치(80)를 중심으로 양쪽에 설치되며 가이드 축(88)이 결합되는 가이드 구멍(93)이 형성된 가이드부(92)와, 가이드부(92)와 연결되어 상부 레치(80)가 설치된 양변에 마주보는 수납 공간(62)의 측면으로 돌출되어 수납 공간(62)으로 수납되는 CSP(40)의 측면에 밀착되어 정렬하는 정렬바(94)를 갖는다. 스프링(95)은 정렬바(94)가 설치된 가이드부(92)의 반대면과, 그 반대면과 마주보는 몸체부(60) 내부에 체결되어 측면 레치 핀(91)에 탄성을 제공한다. 따라서 누름판을 누르면 탄성 바(87)가 하강하게 되고, 탄성 바(87)에 가이드 축(88)으로 연결된가이드부(92)는 가이드 구멍(93)을 따라서 뒤로 후퇴하게 되고, 정렬바(94) 또한 수납 공간(62) 밖으로 이동한다. 반대로 누름판을 눌렀던 힘을 제거하게 되면 수축된 스프링(95)이 팽창하면서 정렬바(94)가 수납 공간(62) 안으로 이동하여 수납 공간(62)으로 수납되는 CSP(40)의 측면에 밀착되어 CSP(40)의 위치를 정렬한다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 인서트(100)에 CSP(40)를 수납하는 과정을 도 5 내지 8을 참조하여 설명하겠다.

먼저 CSP를 흡착한 이송 수단이 인서트(100) 상에 정렬된다. 한편 이송 수단은 CSP를 흡착하는 부분과 누름판을 가압하는 부분을 포함할 수 있다.

다음으로 이송 수단이 하강하여 먼저 누름판을 눌러 레치(70)를 몸체부의 수납 공간(62) 밖으로 이동시킨 다음, 수납 공간(62)에 CSP(40)를 탑재시킨다. 즉, 이송수단에 눌린 누름판에 의해 탄성 바(87)가 하강하게 되고, 탄성 바(87)에 가이드 축(88)으로 연결된 상부 레치 핀(81)과 측면 레치 핀(91)은 수납 공간(62) 밖으로 이동한다.

다음으로 이송 수단이 상승하면서 누름판을 눌렀던 힘을 제거하게 되면, 탄성 바(87)가 상승하게 되고, 탄성 바(87)의 상승과 연동되어 상부 레치 핀(81) 및 측면 레치 핀(91)이 수납 공간(62) 안으로 이동하여 수납 공간(62)에 수납된 CSP(40)를 고정 및 정렬하게 된다. 즉, 이송수단의 상승에 의해 누름판이 상승과 아울러 탄성 바(87) 또한 상승하게 되고, 탄성 바(87)에 가이드 축(88)으로 연결된 상부 레치 핀(81)과 측면 레치 핀(91)이 수납 공간(62) 안으로 이동하게 된다. 이때 상부 레치 핀(81)은 CSP(40)의 상부면을 가압하여 고정하고, 동시에 측면 레치핀(91)은 CSP(40)의 양측면에 밀착되어 CSP(40)의 위치를 테스트 소켓의 소켓 핀의 위치에 맞게 정렬한다.

따라서 본 발명에 따른 인서트(100)의 내부 공차를 여유있게 예컨대, CSP(40)의 외형 공차를 고려하여 내부 공차를 갖도록 수납 공간(62)을 형성하여 인서트(100)에 CSP(40)가 안정적으로 수납될 수 있도록 한다. 물론 기존에는 인서트의 내부 공차를 넓게 가져갈 경우, 본 발명과 동일하게 CSP를 안정적으로 수납할 수 있는 반면에 수납 공간에 수납된 CSP의 정렬에 문제가 발생될 수 있다. 하지만 본 발명에서는 인서트의 상부 레치(80) 및 측면 레치(90)에 의해 수납 공간(62)에 수납된 CSP(40)의 고정 및 정렬이 가능하다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 상부 레치가 수납 공간에 수납된 CSP의 양측의 상부면을 눌러 고정하고, 동시에 측면 레치는 수납 공간에 수납된 CSP의 양측면에 밀착되어 CSP의 위치를 테스트 소켓의 소켓 핀의 위치에 맞게 정렬하기 때문에, 인서트에 CSP를 안정적으로 수납하면서, 수납 공차를 최소화하여 볼 컨택 불량을 최소화할 수 있다.

Claims

칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트로서,

일면에 대하여 하향 단차지게 형성되어 칩 스케일 패키지(CSP)가 수납될 수납 공간이 형성되어 있으며, 상기 수납 공간의 바닥면으로 상기 칩 스케일 패키지의 솔더 볼들이 노출될 수 있도록 개방된 몸체부와;

상기 몸체부의 수납 공간에 근접하게 설치되어, 상기 수납 공간으로 수납되는 칩 스케일 패키지(CSP)를 탄성적으로 고정하는 다수개의 레치와;

상기 몸체부의 상부에 소정의 간격을 두고 탄성적으로 끼움 결합되어 상기 레치를 상기 수납 공간 밖으로 이탈시키거나 상기 수납 공간으로 이동시키는 누름판;을 포함하며,

상기 레치는,

상기 수납 공간의 마주보는 양변에 설치되어 상기 수납 공간으로 수납된 칩 스케일 패키지(CSP)의 상부면을 소정의 힘으로 눌러 고정하는 상부 레치와;

상기 각각의 상부 레치에 연결되어 상기 상부 레치가 설치된 양변과 이웃하는 양변에 위치하는 칩 스케일 패키지(CSP)의 양측면을 밀어 위치를 정렬하는 측면 레치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트.
제 1항에 있어서, 상기 상부 레치는,

회전축에 의해 고정되는 회전부와, 상기 회전부와 연결되어 상기 수납 공간상에 돌출되어 상기 수납 공간으로 수납되는 칩 스케일 패키지(CSP)의 상부면을 눌러 고정하는 누름부 및 상기 회전부 및 누름부와 연결되어 상부쪽으로 뻗어 있으며 길게 가이드 구멍이 형성된 연결부를 갖는 상부 레치 핀과;

상기 가이드 구멍에 결합되는 가이드 축을 가지며, 상기 몸체부의 상부면으로 돌출되어 상기 누름판의 하부면에 밀착되며 상하 탄성을 갖는 탄성 바;를 포함하며,

상기 누름판을 누르면 상기 탄성 바가 하강하게 되고, 상기 회전부가 회전하면서 상기 탄성 바에 가이드 축으로 연결된 상기 연결부는 가이드 구멍을 따라서 아래로 내려가게 되고, 상기 누름부는 상기 수납 공간 밖으로 이동하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트.
제 2항에 있어서, 상기 측면 레치는,

상기 상부 레치를 중심으로 양쪽에 설치되며, 상기 가이드 축이 결합되는 가이드 구멍이 형성된 가이드부와, 상기 가이드부와 연결되어 상기 상부 레치가 설치된 양변에 마주보는 상기 수납 공간으로 면으로 돌출되어 상기 수납 공간으로 수납될 칩 스케일 패키지(CSP)를 정렬하는 정렬바를 갖는 측면 레치 핀과;

상기 정렬바가 설치된 가이드부의 반대면과, 그 반대면과 마주보는 상기 몸체부 내부에 체결되어 상기 측면 레치 핀에 탄성을 제공하는 스프링;을 포함하며,

상기 누름판을 누르면 상기 탄성 바가 하강하게 되고, 상기 탄성 바에 가이드 축으로 연결된 상기 가이드부는 가이드 구멍을 따라서 뒤로 후퇴하게 되고, 상기 정렬바는 상기 수납 공간 밖으로 이동하는 것을 특징으로 하는 칩 스케일 패키지(CSP)용 인서트.