KR20050110156A - 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓 - Google Patents

매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array; BGA) 패키지용 테스트 소켓에 관한 것으로, 종래의 표준 BGA 패키지용 테스트 소켓을 그대로 활용하여 비표준 BGA 패키지도 함께 테스트할 수 있도록, 테스트 소켓과 BGA 패키지를 매개할 수 있는 매개 기판이 개재된 테스트 소켓을 제공한다. 즉, 매개 기판은 테스트 소켓과 접하는 매개 기판의 하부면에는 테스트 소켓의 소켓 핀의 배열에 대응되는 매개 단자가 형성되어 있고, BGA 패키지의 접하는 매개 기판의 상부면에는 BGA 패키지의 솔더 볼에 대응되게 접촉 패드가 형성되어 있고, 아울러 매개 기판의 상부면에는 BGA 패키지의 솔더 볼의 접촉 패드로의 안정적인 접촉을 안내하는 가이드 구멍들이 형성된 가이드 판이 형성된 구조를 갖는다. 더욱이 매개 기판의 가이드 판은 기판 몸체의 상부면에 설치되어 매개 기판에 접촉하는 BGA 패키지의 접촉 패드로의 안정적인 접촉을 안내하는 가이드 구멍이 형성되어 있기 때문에, 비표준 BGA 패키지가 매개 기판에 약간의 오차를 갖고 탑재되더라도 솔더 볼이 가이드 구멍 안으로 들어가 접촉 패드에 접촉하는 자기 정렬이 이루어진다. 이러한 가이드 판의 상부면에 탄성층을 형성하여 그 높이를 솔더 볼의 크기 정도로 만들어 기계적 지지층으로 사용함으로써, 웨이퍼 레벨 패키지처럼 기계적 강도가 취약한 패키지 형태에 대해서도 안정적인 테스트를 수행할 수 있다. 그리고 필요에 따라 매개 기판에 접지층과 전원층을 형성함으로써, 매개 기판의 전원 전달 노이즈(power delivery noise) 특성을 보강할 수도 있다.

Description

매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓{Test socket having connecting substrate}
본 발명은 볼 그리드 어레이용 테스트 소켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 테스트 소켓을 사용하여 다양한 솔더 볼 배열을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지를 테스트할 수 있도록 테스트 소켓과 볼 그리드 어레이 패키지를 매개하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array; BGA) 패키지용 테스트 소켓에 관한 것이다.
오늘날 전자산업의 추세는 더욱 경량화, 소형화, 고속화, 다기능화, 고성능화되고 높은 신뢰성을 갖는 제품을 저렴하게 제조하는 것이다. 이와 같은 제품 설계의 목표 달성을 가능하게 하는 중요한 기술 중의 하나가 바로 패키지 조립 기술이며, 이에 따라 근래에 개발된 패키지 중의 하나가 BGA 패키지이다. BGA 패키지는 통상적인 플라스틱 패키지에 비하여, 모 기판(mother board)에 대한 실장 면적을 축소시킬 수 있고, 전기적 특성이 우수하다는 장점들을 갖고 있다.
BGA 패키지는 통상적인 플라스틱 패키지와 달리 리드 프레임 대신에 인쇄회로기판과 같은 배선기판을 사용한다. 배선기판은 반도체 칩이 접착되는 면의 반대쪽 전면을 솔더 볼(solder ball)들의 형성 영역으로 제공할 수 있기 때문에, 모 기판에 대한 실장 밀도 면에서 유리한 점이 있다.
한편 최근의 디지털 기술의 빠른 발전으로 디램(DRAM)과 같이 표준 규격에 따른 볼 배치를 갖는 BGA 패키지(이하, '표준 BGA 패키지'라 한다)에 대해서도, 다양한 응용처에 따라 차별화된 BGA 패키지들(이하, '비표준 BGA 패키지'라 한다)을 요구하고 있다. 이러한 요구는 기본적으로 칩 수준의 입/출력 단자 등을 변경하거나, 또는 반도체 칩은 동일한 것을 사용하고 BGA 패키지 형태의 변화를 수반하게 되는데, 대부분의 경우에 최적의 제품 특성 확보를 위해서 패키지 크기 뿐만 아니라 솔더 볼의 배치의 변경이 수반된다.
제조 공정이 완료된 BGA 패키지는 사용자에게 공급되기 전에 전기적 특성 및 신뢰성을 검증하는 테스트 공정을 거치게 되는데, 일반적으로 테스트 공정은 테스트 보드 상의 테스트 소켓에 BGA 패키지를 접촉시킨 상태에서 이루어진다. 물론 테스트 소켓의 소켓 핀은 BGA 패키지의 솔더 볼과 각기 접촉하여 전기적으로 접속될 수 있도록 BGA 패키지의 솔더 볼 배치에 대응되게 형성된다.
따라서 솔더 볼 배치에 차이가 있는 BGA 패키지는 같은 테스트 소켓으로 테스트할 수 없다. 즉, 비표준 BGA 패키지는 표준 BGA 패키지용 테스트 소켓으로 테스트 공정을 진행할 수 없기 때문에, 표준 BGA 패키지에 대비해서 다양하게 개발되는 비표준 BGA 패키지에 대응해서 새로운 테스트 소켓, 테스트 보드 등과 같은 테스트 인프라의 변경 및 구축이 요구된다.
그런데 표준 BGA 패키지에 대비해서 다양하게 개발되는 비표준 BGA 패키지에 대응해서 일일이 새로운 테스트 인프라를 변경/구축하는 데 있어서, 패키지 제조자 입장에서 시간적/비용적 측면에서 상당한 부담으로 작용하고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 표준 BGA 패키지용 테스트 소켓을 그대로 활용하여 비표준 BGA 패키지도 함께 테스트할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비표준 BGA 패키지를 테스트하기 위한 테스트 인프라 변경/구축에 소요되는 시간 및 비용을 최소화하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 테스트 소켓과 BGA 패키지를 매개할 수 있는 매개 기판을 개재된 테스트 소켓을 제공한다. 즉, 매개 기판은 테스트 소켓과 접하는 매개 기판의 하부면에는 테스트 소켓의 소켓 핀의 배열에 대응되는 매개 단자가 형성되어 있고, BGA 패키지의 접하는 매개 기판의 상부면에는 BGA 패키지의 솔더 볼에 대응되게 접촉 패드가 형성되어 있고, 아울러 매개 기판의 상부면에는 BGA 패키지의 솔더 볼의 접촉 패드로의 안정적인 접촉을 안내하는 가이드 구멍들이 형성된 가이드 판이 형성된 구조를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시 양태에 따른 매개 기판을 갖는 테스트 소켓은, 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더 볼 배열과 다른 소켓 핀 배열을 갖는 테스트 소켓과; 상기 볼 그리드 어레이 패키지와 상기 테스트 소켓 사이에 개재되어 서로 대응되는 상기 솔더 볼과 상기 소켓 핀을 서로 연결하는 매개 기판;을 포함하며,
상기 매개 기판은, 상부면과, 상기 상부면에 반대되는 하부면을 갖는 기판 몸체와; 상기 기판 몸체의 하부면에 형성되어 상기 소켓 핀과 각기 접촉하여 전기적으로 연결되는 매개 단자와; 상기 매개 단자와 전기적으로 연결되어 상기 솔더 볼의 배열에 대응되게 형성된 접촉 패드와; 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 접촉 패드에 각기 대응되는 위치에 형성되어 상기 솔더 볼의 상기 접촉 패드로의 접촉을 안내하는 가이드 구멍들이 형성된 가이드 판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓을 제공한다.
본 발명에 따른 매개 기판은 기판 몸체에 형성된 다층의 배선 패턴층을 포함한다. 배선 패턴층은, 기판 몸체의 하부면에 형성되며 매개 단자가 형성되는 볼 패드를 갖는 하부 배선층과, 볼 패드와 각기 전기적으로 연결되어 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 접촉 패드를 갖는 상부 배선층을 포함한다. 접촉 패드와 볼 패드는 기판 몸체를 관통하는 비아 홀에 의해 전기적으로 연결되며, 비아 홀은 접촉 패드 아래의 기판 몸체를 관통하여 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 비아 홀의 내부는 유전성 충전물로 충전할 수 있다.
본 발명에 따른 배선 패턴층은 기판 몸체 내부에 형성된 적어도 한 층 이상의 내부 배선층을 더 포함하며, 내부 배선층은 접지층 또는 전원층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가이드 판의 가이드 구멍은 접촉 패드에 접촉하는 솔더 볼의 적어도 일부가 삽입되어 접촉 패드에 접촉할 수 있는 크기로 형성된다. 가이드 구멍은 가이드 판의 상부면에서 하부면으로 갈수록 내경이 좁게 형성된다. 그리고 가이드 판의 높이는 솔더 볼의 높이 이하로 형성된다.
본 발명에 따른 가이드 판 소재는 고무 또는 포토 솔더 레지시트가 사용될 수 있다. 가이드 판은 기판 몸체의 상부면에 압착된 절연판일 수 있다. 그리고 경질의 가이드 판 상부면에는 탄성층이 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 탄성층은 솔더 볼의 크기 정도의 높이로 갖는 가이드 판에 대해 테스트되는 BGA 패키지의 지지층으로 사용되어, 웨이퍼 레벨 패키지처럼 얇고 기계적 강도가 취약한 패키지 형태에 대해서도 테스트시에 안정적인 전기적 접촉을 위해 상부로부터 강해지는 압력하의 테스트를 안정적으로 수행할 수 있도록 한다.
그리고 본 발명에 따른 가이드 판은 기판 몸체의 상부면에 압착되며, 내부에 적어도 한 층 이상의 회로 배선층이 형성된 배선기판일 수 있다. 가이드 판의 가이드 구멍의 내측면에 접촉 패드와 연결되게 도금층을 형성할 수 있다. 특히 가이드 판의 회로 배선층은 접지층을 포함하며, 접지층은 접지 단자로 사용되는 솔더 볼이 삽입되는 가이드 구멍의 내측의 도금층에 연결된다. 또는 회로 배선층은 전원층을 포함하며, 전원층은 전원 단자로 사용되는 솔더 볼이 삽입되는 가이드 구멍의 내측의 도금층에 연결된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 한편 본 발명의 실시예에 따른 비표준 BGA 패키지는 전술된 바와 같은 표준 BGA 패키지와 동일 제품으로 표준 BGA 패키지와 비교하여 볼 배치 또는 크기에 조금의 차이를 갖는 BGA 패키지와, 테스트 소켓에 접속할 수 있다면 테스트가 가능한 BGA 패키지도 포함한다. 예컨대, 테스트 가능한 BGA 패키지는 신호 단자의 수가 테스트 소켓에서 테스트 가능한 신호 단자의 수 안에 들어가는 BGA 패키지를 의미한다.
도 1은 비표준 BGA 패키지(13)에 대응되는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 매개 기판(20)을 갖는 BGA 패키지용 테스트 소켓(12)을 보여주는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 "A" 부분의 확대도이다. 그리고 도 3은 도 1의 매개 기판(20)을 매개로 비표준 BGA 패키지(13)가 테스트 소켓(12)에 접속된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표준 BGA 패키지 테스트용 테스트 소켓(12; 이하, 테스트 소켓이라 한다)에 비표준 BGA 패키지(13)를 테스트할 수 있도록 제 1 실시예에 따른 매개 기판(20)이 비표준 BGA 패키지(13)와 테스트 소켓(12) 사이에 개재된다. 물론 표준 BGA 패키지를 테스트할 경우에는 매개 기판을 사용하지 않는다. 매개 기판(20)은 테스트 소켓(12)과 비표준 BGA 패키지(13)를 전기적으로 서로 연결할 수 있도록, 하부면에는 테스트 소켓의 소켓 핀(16)의 배열에 대응되게 매개 단자(25)가 형성되어 테스트 소켓(12)과 전기적 접속을 이루고, 상부면에는 비표준 BGA 패키지(13)의 솔더 볼(15)에 대응되게 접촉 패드(34)가 형성되어 비표준 BGA 패키지(13)와 전기적 접속을 이룬다. 따라서 제 1 실시예에 따른 매개 기판(20)을 사용함으로써, 표준 BGA 패키지에 사용되는 테스트 소켓(12)을 비표준 BGA 패키지(13)의 테스트에 사용할 수 있다. 여기서 매개 기판의 매개 단자(25)의 배열은 테스트 소켓의 소켓 핀(16) 배열에 따라서 고정되고, 접촉 패드(34) 배열은 비표준 BGA 패키지의 솔더 볼(15)의 배열에 대응되게 배열된다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 제 1 실시예에 따른 매개 기판(20)은 상부면과 상부면에 반대되는 하부면을 갖는 기판 몸체(21)와, 기판 몸체(21)의 하부면에 형성되어 소켓 핀(16)과 각기 접촉하여 전기적으로 연결되는 매개 단자(25)와, 매개 단자(25)와 전기적으로 연결되며 솔더 볼(15)의 배열에 대응되게 기판 몸체(21)의 상부면에 형성된 접촉 패드(34)를 포함한다. 특히 기판 몸체(21)의 상부면에 소정의 높이로 형성되며 접촉 패드(34)에 각기 대응되는 위치에 형성되어 솔더 볼(15)의 접촉 패드(34)로의 접촉을 안내하는 가이드 구멍들(29)이 형성된 가이드 판(27)을 더 포함한다. 그리고 접촉 패드(34)를 포함하여 기판 몸체(21)의 양면에는 배선 패턴층(23)이 형성되어 있다.
기판 몸체(21)로는 매개 기판(20)이 소정의 기계적 강도를 가져 평탄도를 유지할 수 있는 경질의 소재 예컨대, FR-4 계통의 프리그레그(pregreg), 에폭시 수지 또는 세라믹을 사용하는 것이 바람직하다.
배선 패턴층(23)은 구리 배선층으로, 기판 몸체(21)의 하부면에 형성되며 매개 단자(25)가 접합되는 볼 패드(32)를 갖는 하부 배선층(22)과, 볼 패드(32)와 각기 전기적으로 연결되어 기판 몸체(21)의 상부면에 형성되며 접촉 패드(34)를 갖는 상부 배선층(24)을 포함한다. 볼 패드(32)는 테스트 소켓의 소켓 핀(16) 배열에 대응되게 형성된다.
볼 패드(32)와 연결된 하부 배선층(22)과 접촉 패드(34)는 기판 몸체(21)를 관통하는 비아 홀(31)에 의해 전기적으로 연결되며, 비아 홀(31)은 내부는 유전성 충전물(35)로 충전할 수 있다.
가이드 판(27)은 기판 몸체(21)의 상부면에 설치되어 매개 기판(20)에 탑재되는 비표준 BGA 패키지의 솔더 볼(15)의 접촉 패드(34)로의 안정적인 접촉을 안내하는 가이드 구멍(29)이 형성되어 있다. 가이드 구멍(29)은 접촉 패드(34)에 접촉하는 솔더 볼(15)의 적어도 일부가 삽입되어 접촉 패드(34)에 접촉할 수 있는 크기로 형성된다. 따라서 매개 기판(20)에 탑재되는 비표준 BGA 패키지(13)의 자기 정렬(self align) 효과를 기대할 수 있다. 즉, 비표준 BGA 패키지(13)가 매개 기판(20)에 약간의 오차를 갖고 탑재되더라도 솔더 볼(15)이 가이드 구멍(29) 안으로 들어가 접촉 패드(29)에 안정적으로 접촉하는 자기 정렬이 이루어진다. 특히 가이드 구멍(29)은 가이드 판(27)의 상부면에서 하부면으로 갈수록 내경을 좁게 형성하는 것이 바람직하다. 가이드 구멍(29)을 통하여 솔더 볼(15)이 접촉 패드(34)에 접촉할 수 있도록, 가이드 판(27)의 높이는 솔더 볼(15)의 높이보다는 낮게 형성된다.
제 1 실시예에 따른 가이드 판(27)으로 절연성을 띠는 고무판을 개시하였지만, 도 5에 개시된 바와 같이 제 2 실시예에 따른 가이드 판(47)은 포토 솔더 레지스트를 도포하여 형성하거나, 도 6에 도시된 바와 같이 제 3 실시예에 따른 가이드 판(67)은 기판 몸체(61)와 동일한 소재의 절연판을 기판 몸체(61)의 상부면에 압착하여 형성할 수도 있다. 또는 제 4 실시예에 따른 가이드 판(87)은, 도 7에 도시된 바와 같이 회로 배선층(97)이 형성된 배선기판을 압착하여 형성할 수도 있다. 한편, 도 6에 개시된 바와 같이, 가이드 판(67)이 경질인 경우, 가이드 판(67)의 상부면에 절연성 소재의 탄성층(79)을 형성할 수 있다. 탄성층(79)은 매개 기판(60)의 상부면에 밀착되게 탑재되는 비표준 BGA 패키지의 하부면이 매개 기판(60)의 상부면과 접촉으로 인해서 발생될 수 있는 손상과 전기적 쇼트 등을 방지하며, 테스트시에 소켓 핀(도 4의 16)과의 안정적인 전기적 접촉을 위해 BGA 패키지 상부로부터 가해지는 압력에 대해, 웨이퍼 레벨 패키지처럼 기계적 강도가 취약한 패키지에 대한 안정적인 지지층의 역할을 할 수 있다. 탄성층(79)으로는 고무나 포토 솔더 레지스트가 사용될 수 있다. 물론 도 7에 개시된 가이드 판(87)의 상부면에도 탄성층(99)이 형성된다.
그리고 매개 단자(25)로는 솔더 볼을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 표준 BGA 패키지의 솔더 볼에 대응되는 크기의 솔더 볼을 사용하는 것이다. 매개 단자(25)의 배열은 표준 BGA 패키지의 솔더 볼의 배열과 동일하다. 그리고 매개 기판(20)이 테스트 소켓(12)과 안정적인 접촉을 이룰 수 있도록, 매개 단자(25)를 포함하는 매개 기판(20)의 하부는 표준 BGA 패키지의 하부와 유사한 구조로 형성된다. 한편, 매개 단자(25)가 형성되는 볼 패드(32)를 제외한 하부 배선층(22)을 보호하기 위해서 기판 몸체(21)의 하부면에는 솔더 마스크(33)가 형성된다. 솔더 마스크(33) 소재로는 포토 솔더 레지스트가 주로 사용된다.
제 1 실시예에 따른 매개 기판(20)으로는 2층의 배선 패턴층(23)이 형성된 인쇄회로기판이나 세라믹 기판이 사용될 수 있다. 제 1 실시예에 따른 매개 기판(20)은 2층의 배선 패턴층(23)이 형성된 예를 개시하였지만, 도 6 및 도 7에 개시된 와 같이 2층 이상의 배선 패턴층(63, 83)이 형성된 매개 기판(60, 80)을 사용할 수도 있다.
한편 테스트 소켓(12)은 소켓 핀(16)으로 포고 핀을 갖는 예를 개시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 표준 BGA 패키지를 테스트할 수 있는 소켓 핀을 갖는 테스트 소켓이면 충분하다.
이와 같은 제 1 실시예에 따른 매개 기판(20)을 이용하여 비표준 BGA 패키지(13)를 테스트 소켓(12)으로 테스트하는 방법은 다음과 같다. 먼저 테스트 소켓(12)에 비표준 BGA 패키지의 솔더 볼(15) 배열에 대응되는 접촉 패드(34)가 형성된 매개 기판(20)을 개재한다. 그리고 매개 기판(20) 위에 비표준 BGA 패키지(13)를 탑재시킨 상태에서 비표준 BGA 패키지(13)에 소정의 압력을 가하여 비표준 BGA 패키지의 솔더 볼(15)을 매개 기판의 접촉 패드(34)에 접촉시키고, 접촉 패드(34)와 연결된 매개 단자(25)를 테스트 소켓의 소켓 핀(16)에 탄성적으로 접촉시킴으로써, 표준 BGA 패키지 테스트에 사용되는 테스트 소켓(12)을 사용하여 비표준 BGA 패키지(13)를 테스트할 수 있다.
따라서, 비표준 BGA 패키지의 솔더 볼(15) 배치에 대응되게 접촉 패드(34)가 형성된 매개 기판(20)을 사용함으로써, 비표준 BGA 패키지(13)를 테스트하기 위한 새로운 테스트 소켓, 테스트 보드와 같은 테스트 인프라(infra)의 구축없이 표준 BGA 패키지용 테스트 인프라를 그대로 사용하여 비표준 BGA 패키지(13)를 테스트할 수 있다.
한편 매개 기판의 매개 단자(25)의 배열은 테스트 소켓의 소켓 핀(16) 배열에 따라서 고정되고, 접촉 패드(34) 배열은 비표준 BGA 패키지의 솔더 볼(15)의 배열에 대응되게 배열된다. 예컨대, 도 1을 참조하면, 테스트 소켓(12)은 양쪽으로 소켓 핀(16)이 형성된 구조를 갖기 때문에, 매개 기판(20)의 매개 단자(25)는 소켓 핀(16)에 대응되게 양쪽으로 형성된다. 그리고 비표준 BGA 패키지의 솔더 볼(15)은 하부면에 균일하게 형성되기 때문에, 매개 기판의 접촉 패드(34)는 솔더 볼(15)에 대응되게 상부면에 균일하게 형성된다. 반면에, 도 4 및 도 5를 참조하면, 비표준 BGA 패키지(17)의 솔더 볼(19)은 비표준 BGA 패키지(17)의 하부면의 중심 부분을 제외한 외곽에 형성되기 때문에, 제 2 실시예에 따른 매개 기판(40)의 접촉 패드(54)는 솔더 볼(19)에 대응되게 상부면의 중심 부분을 제외한 외곽에 형성된다. 물론 도 1과 동일한 테스트 소켓(12)을 사용하기 때문에, 매개 기판의 매개 단자(45)의 배열은 도 1과 동일하다. 이때 가이드 판(47)은 포토 솔더 레지스트를 소정의 두께로 도포하여 형성하였다.
매개 기판의 전원 전달 노이즈(power delivery noise) 특성을 보강하기 위해서 매개 기판의 기판 몸체 또는 가이드 판에 접지층과 전원층을 형성할 수 있다. 예컨대, 도 6을 참조하면, 제 3 실시예에 따른 매개 기판(60)은 기판 몸체(61)에 접지층(76)과 전원층(78)이 형성되어 있다. 배선 패턴층(83)은 기판 몸체(61) 하부에 형성된 2층의 내부 배선층(66)을 포함하며, 내부 배선층(66)은 접지층(76)과 전원층(78)을 포함한다. 이때 접지층(76)은 접지용 매개 단자(65g)와 전기적으로 연결되며, 전원층(78)은 전원용 매개 단자(65p)와 전기적으로 연결된다. 접지층(76)과 전원층(78)은 신호용 매개 단자(65s)와 연결되는 배선 패턴층 부분과 이격되게 패터닝되면서 넓게 형성됨으로써, 매개 기판(60)에서의 전원 전달 노이즈 특성을 보강할 수 있다.
제 3 실시예에서는 매개 기판(60)의 하부면에 근접한 최하부 내부 배선층에 접지층(76)이 형성되고, 접지층(76) 위에 전원층(78)이 형성된 예를 개시하였지만, 접지층(76)과 전원층(78)을 반대로 형성할 수 있다. 그리고 하부 배선층(62)에서 신호 및 전원용 볼 패드(72s, 72p)를 제외한 면을 접지층으로 사용할 수도 있다. 도면부호 72g는 접지용 볼 패드를 나타낸다.
다음으로 도 7을 참조하면, 제 4 실시예에 따른 매개 기판(80)은 가이드 판(87)과 기판 몸체(81)에 접지층(97g)과 전원층(88)이 형성되어 있다. 먼저 기판 몸체(81)의 하부에 형성된 내부 배선층(86)과 하부 배선층(82)은 도 6과 동일한 구조로 형성되기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
가이드 판(87)은 기판 몸체(81)의 상부면에 압착된 한 층의 회로 배선층(97)을 갖는 배선기판으로서, 회로 배선층(97)의 대부분은 접지층(97g)으로 사용된다. 그리고 가이드 판의 접지층(97g)은 접지 단자로 사용되는 솔더 볼과 접촉하는 접촉 패드(94g)와 전기적으로 연결된다. 이때 접지층(97g)은 접지 단자로 사용되는 솔더 볼과 접촉하는 접촉 패드(94g)에 연결될 수 있도록 가이드 구멍(89)의 내측면으로 노출되며, 가이드 구멍(89)의 내측면으로 노출된 접지층(97g) 부분은 가이드 구멍(89)의 내측면과 접촉 패드(94g)에 형성된 도금층(101)에 의해 전기적으로 연결된다. 그 외 다른 가이드 구멍(89)의 내측면과 접촉 패드(94s, 94p)에도 도금층(101)이 형성된다. 여기서 회로 배선층(97) 중에서 도면부호 97p는 전원용 접촉 패드(94p)와 연결되는 부분을 나타내고, 도면부호 97s는 신호용 접촉 패드(94s)와 연결되는 부분을 나타낸다.
그리고 기판 몸체의 상부 배선층(84)의 대부분은 전원층(88)으로 사용된다. 물론 접지 단자 및 신호 단자와 연결되는 접촉 패드(94g, 94s)는 전원층(88)과 이격되게 패터닝된다.
한편 제 4 실시예에 따른 가이드 판(87)은 회로 배선층(97)이 접지층(97g)으로 사용된 예를 개시하였지만, 전원층으로 사용할 수도 있다. 이 경우 기판 몸체의 상부 배선층의 대부분을 접지층으로 사용할 수 있다.
제 4 실시예에 따른 가이드 판(87)은 한 층의 회로 배선층(97)을 갖는 배선기판으로 구현된 예를 개시하였지만, 다층의 회로 배선층을 갖는 다층 배선기판으로 구현할 수 있다. 가이드 판이 다층의 배선기판인 경우, 접지층과 전원층을 함께 형성할 수 있음은 물론이다.
따라서 매개 기판 내에 접지층과 전원층을 함께 형성함으로써, 매개 기판에서의 전원 전달 노이즈 특성을 보강할 수 있다.
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 표준 BGA 패키지용 테스트 소켓에 매개 기판을 개재함으로써, 종래의 테스트 소켓으로는 테스트할 수 없었던 비표준 BGA 패키지를 테스트할 수 있기 때문에, 비표준 BGA 패키지를 테스트하기 위한 테스트 인프라 구축에 필요한 비용을 줄일 수 있다.
매개 기판의 가이드 판은 기판 몸체의 상부면에 설치되어 매개 기판에 접촉하는 BGA 패키지의 접촉 패드로의 안정적인 접촉을 안내하는 가이드 구멍이 형성되어 있기 때문에, 비표준 BGA 패키지가 매개 기판에 약간의 오차를 갖고 탑재되더라도 솔더 볼이 가이드 구멍 안으로 들어가 접촉 패드에 접촉하는 자기 정렬이 이루어진다 그리고 가이드 구멍을 형성하는 층은 테스트되는 BGA 패키지의 볼의 크기정도로 작아서 상부면은 탄성물질로 형성할 시, 웨이퍼 레벨 패키지와 같은 얇고 기계적 강도가 취약한 패키지 구조도 안정적으로 테스트할 수 있다.
다양하게 개발되는 비표준 BGA 패키지에 대응해서 매개 기판만을 개발하면 되기 때문에, 비표준 BGA 패키지를 테스트하기 위한 테스트 인프라를 신속하게 구축할 수 있다.
표준 BGA 패키지용 테스트 소켓을 표준 및 비표준 BGA 패키지 테스트에 동시에 사용할 수 있는 장점도 있다.
그리고 매개 기판에 접지층과 전원층을 형성함으로써, 매개 기판의 전원 전달 노이즈(power delivery noise) 특성을 보강할 수 있다.
도 1은 비표준 볼 그리드 어레이 패키지에 대응되는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A" 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 매개 기판을 매개로 비표준 볼 그리드 어레이 패키지가 테스트 소켓에 접속된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 비표준 볼 그리드 어레이 패키지에 대응되는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 매개 기판을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 매개 기판을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 매개 기판을 보여주는 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
12 : 테스트 소켓 13, 17 : 비표준 BGA 패키지
15, 19 : 솔더 볼 16 : 소켓 핀
20 : 매개 기판 21 : 기판 몸체
22 : 하부 배선층 23 : 배선 패턴층
24 : 상부 배선층 25 : 매개 단자
27 : 가이드 판 29 : 가이드 구멍
31 : 비아 홀 32 : 볼 패드
33 : 솔더 마스크 34 : 접촉 패드
35 : 충전물 79, 99 : 탄성층

Claims (14)

  1. 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더 볼 배열과 다른 소켓 핀 배열을 갖는 테스트 소켓과;
    상기 볼 그리드 어레이 패키지와 상기 테스트 소켓 사이에 개재되어 서로 대응되는 상기 솔더 볼과 상기 소켓 핀을 서로 연결하는 매개 기판;을 포함하며,
    상기 매개 기판은,
    상부면과, 상기 상부면에 반대되는 하부면을 갖는 기판 몸체와;
    상기 기판 몸체의 하부면에 형성되어 상기 소켓 핀과 각기 접촉하여 전기적으로 연결되는 매개 단자와;
    상기 매개 단자와 전기적으로 연결되어 상기 솔더 볼의 배열에 대응되게 형성된 접촉 패드와;
    상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 접촉 패드에 각기 대응되는 위치에 형성되어 상기 솔더 볼의 상기 접촉 패드로의 접촉을 안내하는 가이드 구멍들이 형성된 가이드 판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 매개 기판은 상기 기판 몸체에 형성된 다층의 배선 패턴층을 포함하며,
    상기 배선 패턴층은,
    상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며 상기 매개 단자가 형성되는 볼 패드를 갖는 하부 배선층과;
    상기 볼 패드와 각기 전기적으로 연결되어 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 접촉 패드를 갖는 상부 배선층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 접촉 패드와 상기 볼 패드는 상기 기판 몸체를 관통하는 비아 홀에 의해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 가이드 판의 가이드 구멍은 상기 접촉 패드에 접촉하는 상기 솔더 볼의 적어도 일부가 삽입되어 상기 접촉 패드에 접촉할 수 있는 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 가이드 구멍은 상기 가이드 판의 상부면에서 하부면으로 갈수록 내경이 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 가이드 판의 높이는 상기 솔더 볼의 높이 이하인 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 가이드 판 소재는 고무 또는 포토 솔더 레지시트인 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 가이드 판은 상기 기판 몸체의 상부면에 압착된 절연판인 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  9. 제 2항 내지 제 8항의 어느 한 항에 있어서, 상기 배선 패턴층은 상기 기판 몸체 내부에 형성된 적어도 한 층 이상의 내부 배선층을 더 포함하며, 상기 내부 배선층은 접지층 또는 전원층을 포함하는 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 가이드 판은 상기 기판 몸체의 상부면에 압착된 배선기판으로, 내부에 적어도 한 층 이상의 회로 배선층이 형성된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  11. 제 8항 또는 제 10항에 있어서, 상기 가이드 판의 상부면에는 탄성층이 형성된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 가이드 구멍의 내측면에 상기 접촉 패드와 연결되게 도금층이 형성된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 회로 배선층은 접지층을 포함하며, 상기 접지층은 접지 단자로 사용되는 상기 솔더 볼이 삽입되는 상기 가이드 구멍의 내측의 상기 도금층에 연결된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 회로 배선층은 전원층을 포함하며, 상기 전원층은 전원 단자로 사용되는 상기 솔더 볼이 삽입되는 상기 가이드 구멍의 내측의 상기 도금층에 연결된 것을 특징으로 하는 매개 기판을 갖는 볼 그리드 어레이 패키지용 테스트 소켓.
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