KR20050087400A

KR20050087400A - 반도체 패키지 검사용 소켓

Info

Publication number: KR20050087400A
Application number: KR1020040013177A
Authority: KR
Inventors: 정운영
Original assignee: 주식회사 디와이엘텍
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-08-31
Also published as: KR100575214B1

Abstract

본 발명의 반도체 패키지 검사용 소켓은 중앙부에 반도체 패키지가 입,출될 수 있도록 개구부가 형성되어 있는 틀체상의 소켓 하우징과, 상기 소켓 하우징에 의해 테스트 보드의 상면에 밀착되게 고정되고, 상기 반도체 패키지의 단자와 테스트 보드의 컨택트 패드 사이에 전기적인 연결이 되는 다수개의 컨택터들이 설치되어 있는 절연 판체상의 가이드 플레이트를 포함하여 구성되고, 상기 컨택터는 상기 가이드 플레이트에 상,하방향으로 관통되게 형성된 관통공의 내부 상측에 접착되게 채워진 도전고무와, 그 관통공의 내부 하측에 삽입됨과 아울러 도전고무에 부착되게 결합되어 있으며 하방으로 돌출되는 길이가 서로 다르게 설치되어 있는 컨택트 핀으로 구성되어, 컨택터가 테스트 보드의 컨택트 패드에 접촉되는 컨택트 핀과 그 컨택트 핀의 상측에 부착되는 도전고무에 의해 전기적인 연결경로가 형성되므로, 작은 부품수에 의한 짧은 경로로 전기적인 접속 및 신호전달이 이루어지게 되어 전기적인 특성 검사가 안정적이고 재현성 있게 이루어질 수 있으며, 그에 따라 검사의 신뢰성이 향상되어 진다.

Description

반도체 패키지 검사용 소켓{SOCKET FOR INSPECTING PACKEG OF SEMICONDUCTOR}

본 발명은 반도체 패키지 검사용 소켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 외부단자를 가지는 볼 그리드 어레이 패키지와 같이 다핀화된 반도체 패키지의 검사시 패키지의 외부단자와 소켓의 단자가 확실하게 접촉되어 접촉불량에 의한 검사불량이 발생되는 것이 방지될 수 있도록 한 반도체 패키지 검사용 소켓에 관한 것이다.

최근에는 다기능, 고속동작 및 저전력 소비의 특성이 있는 반도체 소자를 제공하는 산업시장의 요구가 보다 강해지고 있다. 그에 따라 패지지 형태의 반도체 소자는 몸체의 측면에 외측으로 외부단자가 돌출된 QFP 형태 보다 몸체의 하면에 볼형태로된 외부단자가 다수개 형성되어 다핀화가 실현된 BGA 형태가 보편화되는 추세이다.

또한, 상기와 같은 패키지 형태의 변화추세에 따라 패키지의 전기적인 특성을 검사하기 위한 검사장치는 그에 적합한 형태로 변화되어가고 있으며, 그 한예로 검사장치와 전기적인 연결이 되어 있고 검사하고자 하는 패키지를 장착 또는 해체할 수 있도록 된 소켓의 형태도 다양한 형태로 개발 및 제안되고 있다.

도 1은 종래 반도체 패키지 검사용 소켓의 일예를 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 패키지 검사용 소켓은 소켓 몸체(1)의 상측에는 덮개(미도시)가 복개가능하게 결합되어 있고, 상기 몸체(1)의 상면에는 검사하고자 하는 패키지(3)가 안착되는 패키지 안착부(4)가 형성되어 있으며, 상기 패키지 안착부(4)의 저면에는 상기 패키지(3)의 단자(3a)와 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a) 사이에 전기적인 연결이 이루어지도록 하기 위한 포고핀(6)들이 설치되어 있다.

상기 포고핀(6)은 관체상의 핀 몸체(11)와, 그 핀 몸체(11)의 상측에 결합되어 패키지(3)의 단자(3a)에 결합되는 금속체로된 상부 컨택터(12)와, 상기 핀 몸체(11)의 하측에 결합되어 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)에 접촉되는 금속체로된 하부 컨택터(13)와, 상기 상부 컨택터(12)에 상단부가 접촉되고 하부 컨택터(13)에 하단부가 접촉되게 상기 핀 몸체(11)의 내부에 배치되어 검사시 상부 컨택터(12)가 패키지(3)의 단자(3a)에 접촉되고 하부 컨택터(13)가 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)에 접촉될 때 탄력적으로 접촉될 수 있도록 하기 위한 코일 스프링(14)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래의 반도체 패키지 검사용 소켓(20)을 이용하여 반도체 패키지를 검사할때는 소켓(20)의 덮개(미도시)를 열고, 상기 소켓 몸체(1)의 상면에 형성된 패키지 안착부(4)의 내측에 검사하고자 하는 패키지(3)를 안착시킨 후, 덮개(미도시)를 다시 닫는다.

상기와 같이 덮개(미도시)를 닫으면 패키지 안착부(4)에 안착되어 있는 패키지(3)의 단자(3a)와 포고핀(6) 및 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)가 접촉되어 전기적인 연결상태가 되며, 그와 같은 상태에서 전기적인 특성검사를 하게 된다.

그러나, 상기와 같이 종래 포고핀(6)에 의해 전기적인 연결이 되는 형태의 소켓(20)은 패키지(3)의 단자(3a)와 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a) 사이에 전기적인 접촉이 이루어지는 접점이 검사시 패키지(3)의 단자(3a)와 포고핀(6)의 상부 컨택터(12)의 상단부 사이, 상부 컨택터(12)의 하단부와 코일 스프링(14)의 상단부 사이, 코일 스프링(14)의 하단부와 하부 컨택터(13)의 상단부 사이, 하부 컨택터(13)의 하단부와 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a) 사이에 존재하게 되어 너무 많은 접점이 존재함에 따라 임피던스가 불안하고, 고주파 특성이 좋지 못하여 검사의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

도 2는 종래 반도체 패키지 검사용 소켓의 다른예를 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 절연판(51)에 상,하방향으로 관통되게 다수개의 통공(51a)이 형성되어 있고, 그 통공(51a)에 도전고무(52)에 채워져서 접착된 형태로서, 검사시 도전고무(52)의 상면은 패키지(3)의 단자(3a)에 접촉되고, 하면은 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)에 접촉되어 전기적인 접촉이 이루어지도록 되어 있다.

상기와 같은 종래 도전고무(52)를 이용하여 소켓(60)은 도전고무(52)가 내부에 은(Ag)으로된 볼형태의 전도성물질이 혼합된 도전고무(52)로 되어 있어서 검사시 도전고무(52)의 상측이 패키지(3)의 단자(3a)에 의해 눌리고 하측은 테스트 보드(5)의 컨택트 패드(5a)에 의해서 눌려서 도전고무(52)의 내측에 혼합되어 있는 볼형태의 은들이 접촉되어 전기적인 통전 상태가 되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 도전고무(52)를 이용한 소켓(60)은 절연판(51)에 형성된 통공(51a)에 채워져 부착된 도전고무(52)에 의해 전기적인 통전상태가 이루어지므로, 도전고무(52)가 절연판(51)과 동일두께로 형성된 상태에서 도전고무(52)에 의한 전기적인 통전상태가 되려면 도전고무(52)에 혼합된 은들이 많이 접촉되도록 하기 위해 도전고무(52)의 상,하측에서 큰 힘을 가하여야 하는데, 그와 같이 큰 힘을 가하여도 도전고무(52)의 두께가 두꺼워서 전기적인 접촉이 재현성 있게 안정적인 상태를 유지하지 못하여 안정적이고 신뢰성 있는 검사가 이루어지지 못할뿐 아니라 큰 힘을 반복적으로 가함으로 인하여 부품의 마모수명을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 절연판(51)을 테스트 보드(5)에 조립시 절연판(51)의 외곽부분을 누르는 상태로 조립되므로 절연판(51)이 미세하게 밴딩이 되며 내측열에 위치하는 도전고무(52)들은 접촉이 불안정한 상태가 되고, 심할 경우에는 검사불량을 유발시키는 문제점이 있었다.

또한, 패키지(3)의 하면과 테스트 보드(5) 사이가 좁아서 접촉부위에 오염물질이 쉽게 발생되어 전기적인 접속불량을 야기하며, 그와 같은 접촉부위의 오염시 오염부위의 청소가 용이치 못한 문제점이 있었다.

본 발명의 주목적은 상기와 같은 여러 문제점을 갖지 않는 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 패키지의 단자와 검사용 소켓의 컨택트 패드 사이의 전기적인 연결경로가 짧고 전기적인 접점이 작게 이루어져 임피던스가 안정되고, 고주파의 신호가 안정적으로 전달되도록 하는데 적합한 반도체 패키지 검사용 소켓를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기적인 접속 상태가 안정적으로 이루어져서 재현성있는 안정적인 검사가 이루어질 수 있도록 하는데 적합한 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 장기간 반복 검사시에도 부품의 마모가 쉽게 발생되지 않도록 하여 사용수명을 향상시키는데 적합한 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기적인 접속부위가 쉽게 오염되지 않으며, 오염이 발생되어도 오염부위를 용이하게 청소하여 제거할 수 있도록 하는데 적합한 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

중앙부에 반도체 패키지가 입,출될 수 있도록 개구부가 형성되어 있는 틀체상의 소켓 하우징과, 상기 소켓 하우징에 의해 테스트 보드의 상면에 밀착되게 고정되고, 상기 반도체 패키지의 단자와 테스트 보드의 컨택트 패드 사이에 전기적인 연결이 되는 다수개의 컨택터들이 설치되어 있는 절연 판체상의 가이드 플레이트를 포함하여 구성되고,

상기 컨택터는 상기 가이드 플레이트에 상,하방향으로 관통되게 형성된 관통공의 내부 상측에 접착되게 채워진 도전고무와, 그 관통공의 내부 하측에 삽입됨과 아울러 도전고무에 부착되게 결합되어 있으며 하방으로 돌출되는 길이가 서로 다르게 설치되어 있는 컨택트 핀으로 구성된 것을 특징으로 반도체 패키지 검사용 소켓이 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 반도체 패키지 검사용 소켓을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사용 소켓의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 조립된 평면도이며, 도 5는 도 4의 A-A'를 절취한 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 요부 확대도이며, 도 7은 본 발명의 소켓에 패키지가 장착되는 상태를 보인 확대하여 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 패키지 검사용 소켓(100)은 검사를 하기 위한 반도체 패키지(101)가 입,출될 수 있는 개구부(102a)가 중앙부에 형성되어 있는 사각 틀체상의 소켓 하우징(102)과, 그 소켓 하우징(102)에 의해 테스트 보드(103)의 상면에 밀착되게 고정되고, 상기 반도체 패키지(101)의 단자(101a)와 테스트 보드(103)의 컨택트 패드(103a)의 사이에 전기적인 연결이 되는 다수개의 컨택터(104)들이 설치되어 있는 가이드 플레이트(105)를 구비한다.

그리고, 상기 가이드 플레이트(105)는 에폭시 수지로된 사각 판체로서, 상,하방향으로 관통되게 형성된 관통공(105b)들이 일정간격을 두고 6열(L₁, L_{2 …}L₆)로 사각형 형태의 컨택터 형성영역을 이루도록 형성되어 있고, 그 관통공(105b)에 각각 컨택터(104)들이 설치되어 있다. 상기 가이드 플레이트(105)와 소켓 하우징(102)은 4 모서리 부분에 각각 설치되는 핀결합공(105a)(102b)에 삽입되는 가이드 핀(106)에 의해 위치가 정열됨과 아울러 밀착되게 결합되어 있고, 상기 소켓 하우징(102)과 테스트 보드(103)는 각각의 모서리 부분에 형성되어 있는 볼트공(102c)(103a)에 삽입되어 체결된 볼트(107)와 너트(108)에 의해 서로 밀착되게 고정되어 있다.

상기 컨택터(104)는 상기 가이드 플레이트(105)에 상,하방향으로 형성된 관통공(105b)의 내부 상측에 채워짐과 아울러 부착되어 검사시 패키지(101)의 하면에 설치된 단자(101a)에 탄력적으로 접촉됨과 아울러 전기적인 접속이되는 도전고무(111)와, 그 도전고무(111)에 상단부가 접착되고 하단부는 관통공(105b)의 외측으로 돌출되도록 관통공(105b)의 내부 하측에 설치되어 상기 도전고무(111)와 테스트 보드(103)의 컨택트 패드(103a)에 전기적으로 접속되는 컨택트 핀(112)으로 구성되어 있다.

상기 도전고무(111)는 탄력이 있는 실리콘에 전기전도성이 우수한 다수개의 은(Ag)(111a) 알갱이들이 혼입되어 상기 관통공(105b)의 내부에 컨택트 핀(112)이 삽입된 상태에서 채워져 관통공(105b)의 내주면에 부착됨과 아울러 컨택트 핀(112)의 상단부에 접착되어 있다.

상기 컨택트 핀(112)은 소정직경과 길이를 가지는 핀형상으로, 상단부에는 몸체부 보다 직경이 큰 플랜지부(112a)가 형성되어 있고, 하단부는 관통공(105b)의 외측으로 돌출되어 테스트 보드(103)의 컨택트 패드(103a)에 접촉되는 돌출부(112b)가 형성되어 있다.

상기 플랜지부(112a)는 상기 관통공(105b)의 내부에 소정깊이로 형성된 단차부(105c)의 하측으로 형성되는 관통공(105b)의 직경보다 크게 형성되어 있어서, 컨택터(104)의 조립시 관통공(105b)의 상측에서 컨택트 핀(112)을 관통공(105b)에 삽입할 때 컨택트 핀(112)의 플랜지부(112a)가 관통공(105b)의 단차부(105c)에 걸리도록 되어 있다.

상기 가이드 플레이트(105)의 관통공(105b)에 결합되어 관통공(105b)의 하측으로 돌출되는 컨택트 핀(112)의 돌출부(112b)의 길이는 외측열(L₁)에서 내측열(L₆)로 갈수록 점차적으로 돌출길이(H)가 길게 (H₁〈 H₂〈 H₃〈 H₄〈 H₅〈 H₆) 설치되는데, 그 이유는 검사시 패키지(101)의 단자(101a)가 컨택터(104)에 내측열부터 외측열 순서로 시차를 두고 접촉되어 접촉압력이 일시에 인가되지 않도록 분산시킴과 아울러 소켓 하우징(102)의해 가이드 플레이트(105)의 가장자리가 밀착될 때 밴딩에 의해 상대적으로 접촉이 취약한 내측열 컨택트 핀(112)들의 접촉력을 보완하여 검사시 전체적으로 균일하고 양호한 전기적인 접속상태를 유지할 수 있도록 하려는 것이다.

상기 컨택트 핀(112)의 돌출되는 돌출부(112b)의 길이(H:H₁,H_{2 …}H₆)는 상기 관통공(105b)에 형성되는 단차부(105c)의 깊이(h:h_1,h₂,… h₆)에 의해 결정된다. 즉, 최외측열(L₁)에서 최내측열(L₆)로 갈수록 단차부(105c)의 깊이(h)가 점차 깊어지게 형성되어 동일 길이로 제작된 컨택트 핀(112)을 관통공(105b)에 삽입하여 결합시키면 관통공(105b)의 하부 외측으로 돌출되는 컨택트 핀(112)의 돌출길이(H)는 단차부(105c)의 깊이차이만큼 편차를 두고 돌출되어 조립되게 된다.

도 7은 본 발명의 소켓에 패키지가 장착되는 상태를 확대하여 보인 종단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 테스트 보드(103)에 본 발명의 소켓(100)을 장착하면 컨택트 핀(112)의 돌출부(112b) 하단부가 테스트 보드(103)의 컨택트 패드(103a)에 접촉되게 되는데, 이때 a)에서와 같이 최외측열(L₁)에서 최내측열(L₆)로 갈수록 많이 돌출된 상태에서 컨택트 패드(103a)에 접촉되기 때문에 소켓(100)을 테스트 보드(103)에 볼트(107)와 너트(108)로 조립한 상태에서는 b)에서와 같이 최외측열(L₁)에서 최내측열(L₆)로 갈수록 상측의 도전고무(111)가 높게 상측으로 돌출된 형태가 되며, 그와 같은 상태에서 검사하고자 하는 반도체 패키지(101)를 검사하기 위해 가이드 플레이트(105)의 상면에 밀착시키게 되면 최내측열(L₆)에 위치한 컨택터(104)의 도전고무(111)부터 패키지(101)의 단자(101a)에 차례로 밀착되므로, 모든 컨택터(104)에 일시에 압력이 가해지지 않고 차례로 분산되어 압력이 가해지므로 작은 압력으로 패키지(101)를 소켓(100)에 장착하고 검사할 수 있으므로, 장기간 반복 검사시 부품이 쉽게 마모되거나 파손되는 것이 방지되어 진다.

또한, 가이드 플레이트(105)가 소켓 하우징(102)에 의해 테스트 보드(103)에 조립될 때 소켓 하우징(102)의 개구부(102a) 내주면 하측이 가이드 플레이트(105)의 외곽을 누르는 상태로 조립되며, 그에 따라 가이드 플레이트(105)가 미세하게 밴딩이되어 외곽부분에 비하여 내측 방향의 컨택터(104)들이 테스트 보드(103)의 컨택트 패드(103a)에 접촉불량을 유발될 가능성이 있는데, 본 발명에서는 도 7의 b)에서와 같이 내측열의 컨택터(104)들이 상대적으로 많이 돌출되어 있으므로, 상기와 같이 조립시 가이드 플레이트(105)의 미세 밴딩에 의해 불가피하게 발생될 수 있는 내측열 컨택터(104)들의 접촉불량 발생을 방지할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 반도체 패키지 검사용 소켓은 컨택터가 테스트 보드의 컨택트 패드에 접촉되는 컨택트 핀과 그 컨택트 핀의 상측에 부착되는 도전고무에 의해 전기적인 연결경로가 형성되므로, 작은 부품수에 의한 짧은 경로로 전기적인 접속 및 신호전달이 이루어지게 되어 전기적인 특성 검사가 안정적이고 재현성 있게 이루어질 수 있으며, 그에 따라 검사의 신뢰성이 향상되어지는 효과가 있다.

또한, 컨택터들의 상단부가 각기 높이차를 두고 돌출되게 설치되므로 검사를 위하여 소켓에 패키지의 장착시 밀착압력이 분산되어지게 되어 작은 압력으로 패키지를 장착할 수 있고, 패키지의 반복 검사시 접촉되는 부품들의 마모가 감소되게 되어 부품수명이 향상되어지는 효과가 있다.

또한, 컨택터들의 하단부가 외측열에서 내측열로 갈수록 길게 돌출되므로 조립시 가이드 플레이트의 미세 밴딩에 의해 발생될 수 있는 내측열 컨택터들의 전기적인 접촉불량 발생이 방지되어지는 효과가 있다.

도 1은 종래 반도체 패키지 검사용 소켓의 일예를 보인 종단면도.

도 2는 종래 반도체 패키지 검사용 소켓의 다른예를 보인 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 검사용 소켓의 분해사시도.

도 4는 도 3의 조립된 평면도.

도 5는 도 4의 A-A'를 절취한 종단면도.

도 6은 본 발명의 요부 확대도.

도 7은 본 발명의 소켓이 테스트 보드에 장착되기 전상태와 패키지가 장착되는 상태를 각각 확대하여 보인 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 반도체 패키지 101a : 단자

102 : 소켓 하우징 102a : 개구부

103 : 테스트 보드 103a : 컨택트 패드

105 : 가이드 플레이트 105b : 관통공

105c : 단차부 111 : 도전고무

112 : 컨택트 핀 112b : 돌출부

Claims

중앙부에 반도체 패키지가 입,출될 수 있도록 개구부가 형성되어 있는 틀체상의 소켓 하우징과, 상기 소켓 하우징에 의해 테스트 보드의 상면에 밀착되게 고정되고, 상기 반도체 패키지의 단자와 테스트 보드의 컨택트 패드 사이에 전기적인 연결이 되는 다수개의 컨택터들이 설치되어 있는 절연 판체상의 가이드 플레이트를 포함하여 구성되고,

상기 컨택터는 상기 가이드 플레이트에 상,하방향으로 관통되게 형성된 관통공의 내부 상측에 접착되게 채워진 도전고무와, 그 관통공의 내부 하측에 삽입됨과 아울러 도전고무에 부착되게 결합되어 있으며 하방으로 돌출되는 길이가 서로 다르게 설치되어 있는 컨택트 핀으로 구성된 것을 특징으로 반도체 패키지 검사용 소켓.
제 1항에 있어서,

상기 컨택터는 상기 가이드 플레이트에 적어도 1열 이상으로 형성됨과 아울러 외측열에 위치하는 컨택커의 컨택트 핀 보다 내측열로 갈수록 관통공의 외측으로 돌출되는 컨택트 핀의 돌출부 길이가 점차적으로 길게 돌출되도록 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사용 소켓.
제 2항에 있어서,

상기 관통공의 내측에는 각기 다른 깊이의 단차부가 형성되어 있고, 상기 컨택트 핀의 돌출부 돌출길이는 상기 관통공에 형성된 단차부의 깊이에 의해 결정되도록 결합된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 검사용 소켓.