KR20070070769A - Test socket apparatus for semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 테스트 소켓 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도;1 is a perspective view schematically showing the configuration of a test socket device according to the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 테스트 소켓 장치의 단면도;2 is a cross-sectional view of the test socket device shown in FIG. 1;
도 3은 도 1에 도시된 테스트 소켓 장치의 반도체 패키지를 테스트하기 위한 결합 상태를 나타내는 정면도;3 is a front view showing a coupling state for testing a semiconductor package of the test socket device shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시된 소켓 상부의 평면도; 그리고4 is a plan view of the top of the socket shown in FIG. 1; And
도 5는 도 1에 도시된 소켓 하부의 평면도이다.5 is a plan view of the bottom of the socket shown in FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 반도체 디바이스 12 : 패드10
20 : 테스트 회로 기판 100 : 테스트 소켓 장치20: test circuit board 100: test socket device
110 : 소켓 상부 112 : 전열판110: upper socket 112: heat transfer plate
114 : 접촉부 116 : 온도 센서부114: contact part 116: temperature sensor part
118 : 전원 연결부 120 : 체결부재118: power connection portion 120: fastening member
122 : 포고핀 124 : 스프링122: pogo pin 124: spring
130 : 소켓 하부 132 : 칩 고정부130: lower socket 132: chip fixing part
134 : 포고핀134: pogo pin
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier) 패키지 타입의 이미지 센서 모듈을 테스트하기 위해 온도 제어 가능한 테스트 소켓 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing facility, and more particularly to a test socket device capable of temperature control for testing an image sensor module of a CLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) package type.
일반적으로 반도체 패키지를 테스트하기 위하여 테스트 설비는 테스트 회로 기판에 장착된 테스트 소켓을 이용한다. 테스트 소켓은 테스트 회로 기판과 반도체 패키지의 단자들을 상호 전기적으로 연결하여 반도체 패키지의 다양한 특성을 테스트한다.Typically, test equipment uses test sockets mounted on test circuit boards to test semiconductor packages. The test socket electrically connects the test circuit board and the terminals of the semiconductor package to test various characteristics of the semiconductor package.
현재 반도체 패키지 예를 들어, CLSS(Ceramic Leaded Chip Carrier) 타입의 CMOS 이미지 센서(CIS) 모듈을 테스트하기 위한 테스트 소켓(test socket)은 세라믹(ceramic) 재질을 사용한다. 그러나 세라믹 재질은 원하는 특정 온도로 높이거나 또한 내리기가 힘들기 때문에 온도 제어가 용이하지 않다.For example, a test socket for testing a semiconductor package, for example, a CMOS leaded chip carrier (CLSS) type CMOS image sensor (CIS) module, uses a ceramic material. However, it is not easy to control the temperature because ceramic materials are difficult to raise or lower to the desired temperature.
예컨대, 테스트 소켓 자체의 온도를 올려서 반도체 패키지의 온도에 대한 영향력을 테스트하는 경우, 실제 반도체 패키지의 온도를 올려서 테스트하는 경우와 유사한 테스트 결과 데이터를 얻을 수 있을 것이다. 그러나 상술한 바와 같이, 테스트 소켓은 세라믹 재질로 구비되므로, 세라믹 재질의 특성상 온도에 대한 변화가 용이하지 않다. 또한, 테스트 소켓을 고온으로 올리는 경우, 테스트 소켓 하부에 구비되는 테스트 회로 기판(PCB)은 고온에 대한 내구성이 요구된다. 따라서 테스트 회로 기판과 테스트 소켓과의 접착 부분에서 온도 내구성이 저하되는 경우, 테스트 회로 기판 전체를 교체해야 하는 문제점이 발생된다.For example, when testing the influence of the temperature of the semiconductor package by raising the temperature of the test socket itself, test result data similar to the case of raising the temperature of the actual semiconductor package may be obtained. However, as described above, since the test socket is made of a ceramic material, it is not easy to change the temperature due to the characteristics of the ceramic material. In addition, when raising the test socket to a high temperature, the test circuit board (PCB) provided under the test socket is required to withstand high temperatures. Therefore, when the temperature durability is degraded at the bonding portion between the test circuit board and the test socket, a problem arises in that the entire test circuit board needs to be replaced.
일반적으로 CLCC 타입의 CIS 반도체 패키지는 상온에서만 테스트할 수 있어서, 고객으로부터 불량으로 판단되어 반품 처리된 반도체 패키지 상태의 시료는 온도별로 테스트할 수 없는 단점을 가진다. 따라서 온도에 대한 여러 가지 다른 변수들을 변경하여 상온 조건 하에서 테스트가 이루어졌다.In general, the CLCC type CIS semiconductor package can be tested only at room temperature, and thus, a sample in a semiconductor package state returned and judged as defective by a customer cannot be tested by temperature. Therefore, the test was performed under room temperature conditions by changing various other variables for temperature.
다른 형태 및 종류의 반도체 패키지에 대한 온도 영향을 테스트하기 위하여, 타제품의 공열식의 온도 조절 방식을 이용한다. 예컨대, 드라이기와 같은 뜨거운 공기를 공급하여 반도체 패키지로 열을 전달하는 방식이다. 그러나, CIS 제품군은 공열식이 적합하지 않으므로 직접 열 전달 방식을 사용한다.In order to test the temperature effects on different types and types of semiconductor packages, other types of thermostats are used. For example, a method of transferring heat to a semiconductor package by supplying hot air such as a dryer. However, the CIS family uses direct heat transfer because it is not well suited for coagulation.
현재 다른 제품군에서는 핫 테스트(hot test)를 할 수 있는 테스트 장비가 구비되어 있다. 그러나 CIS는 이미지 제품이기 때문에 발광기(illuminator)가 사용되며, 발광기는 빛이 소스로서 작용하기 때문에 타 제품과의 테스트 환경이 틀리다. 타 제품의 테스트 환경을 보면 반도체 패키지를 테스트 소켓에 로딩한 후, 반도체 패키지의 상부 부위가 오픈되는 반면, CIS는 상부 부위가 막혀 있고, 테스트 소켓 또한 세라믹 재질이기 때문에 열전달에 용이하지 않다.Other product families now have test equipment for hot testing. However, since CIS is an image product, an illuminator is used, and since the light emitter acts as a source, the test environment with other products is different. In the test environment of other products, after loading the semiconductor package into the test socket, the upper part of the semiconductor package is opened, while the upper part of the CIS is blocked, and the test socket is also made of ceramic, which is not easy for heat transfer.
또한, 현재 온도에 대한 테스트 방식을 보면 웨이퍼 상태에서만 일정 온도에 대해 테스트 데이터를 산출할 수 있다. 다른 특성을 테스트하기 위해서는 다시 온도를 조절하여 웨이퍼를 테스트하고 다시 반도체 패키지를 조립하여 특성을 확인하 는 방식으로 진행된다. 이는 최소 1 장의 웨이퍼 및 그 반도체 패키지 특성과 같은 반도체 패키지를 해당 웨이퍼에서 다시 선별해야 하므로, 패키지 비용이 과다하게 소요되고, 자원이 낭비되는 등의 문제점이 발생된다.In addition, the test method for the current temperature can calculate the test data for a certain temperature only in the wafer state. In order to test other characteristics, the temperature is again adjusted to test the wafer, and then the semiconductor package is assembled to verify the characteristics. This requires that at least one semiconductor package, such as the characteristics of the wafer and its semiconductor package, have to be reselected from the wafer, resulting in excessive package costs and waste of resources.
본 발명의 목적은 CLCC 타입의 반도체 패키지의 온도 제어가 용이한 테스트 소켓 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a test socket device that is easy to control the temperature of a CLCC type semiconductor package.
본 발명의 다른 목적은 CMOS 이미지 센서 모듈 테스트 시, 온도 제어가 용이한 테스트 소켓 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a test socket device that facilitates temperature control when testing a CMOS image sensor module.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 테스트 소켓 장치는 세라믹 리디드 칩 캐리어 타입의 씨모스 이미지 센서 반도체 패키지의 온도 변환에 따른 특성을 테스트하기 위하여, 반도체 패키지로 열을 직접 전달하여 온도를 조절하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 테스트 소켓 장치는 열 손실을 줄일 수 있으며, 온도 조절이 용이하다.In order to achieve the above objects, the test socket device of the present invention is used to control the temperature by transferring heat directly to the semiconductor package, in order to test the characteristics of the ceramic lead chip carrier type CMOS image sensor semiconductor package according to the temperature conversion. There is one feature. As such, the test socket device can reduce heat loss and facilitate temperature control.
본 발명의 테스트 소켓 장치는, 테스트 회로 기판에 설치되고, 상기 반도체 패키지가 로딩되는 소켓 하부와; 상기 소켓 하부에 대응해서 결합, 분리되고, 상기 반도체 패키지 테스트 시, 상기 로딩된 반도체 패키지와, 상기 소켓 하부 및 상기 테스트 회로 기판을 전기적으로 연결시키는 소켓 상부와; 상기 소켓 상부에 구비되어 상기 반도체 패키지의 온도를 조절하는 전열판 및; 상기 소켓 상부에 구비되어 상기 반도체 패키지의 온도를 감지하는 온도 센서부를 포함한다.The test socket device according to the present invention comprises: a lower part of a socket installed on a test circuit board and loaded with the semiconductor package; A socket upper portion coupled to and separated from the lower socket and electrically connecting the loaded semiconductor package to the lower socket and the test circuit board during the semiconductor package test; A heat transfer plate provided on the socket to control the temperature of the semiconductor package; It is provided on the socket and includes a temperature sensor unit for sensing the temperature of the semiconductor package.
한 실시예에 있어서, 상기 소켓 상부는 상기 전열판으로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부를 더 포함한다.In one embodiment, the upper portion of the socket further includes a power supply for supplying power to the heat transfer plate.
다른 실시예에 있어서, 상기 반도체 패키지는 씨모스 이미지 센서이며, 세라믹 재질로 구비된다.In another embodiment, the semiconductor package is a CMOS image sensor, it is provided with a ceramic material.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 온도 센서부는 상기 반도체 패키지의 온도를 측정하는 센서와, 다수의 상기 측정된 온도로부터 상기 전열판의 온도를 조절하는 가변 저항들을 포함한다.In another embodiment, the temperature sensor unit includes a sensor for measuring the temperature of the semiconductor package, and variable resistors for adjusting the temperature of the heat transfer plate from a plurality of the measured temperatures.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 전열판은 상기 반도체 패키지로 직접 열을 전달하여 상기 반도체 패키지의 온도를 조절한다.In another embodiment, the heat transfer plate directly transmits heat to the semiconductor package to adjust the temperature of the semiconductor package.
본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. These examples are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the components in the drawings, etc. have been exaggerated to emphasize a more clear description.
이하 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 테스트 소켓 장치의 구성을 도시한 도면들이다.1 and 2 are diagrams showing the configuration of a test socket device according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 테스트 소켓 장치(100)는 소켓 상부(110)와 소켓 하부(130)로 나누어지고 세라믹 재질로 구비된다. 그리고 소켓 상부(110)와 소켓 하부(130) 사이에 반도체 패키지(10)가 삽입되어 소켓 하부(130)에 고정 로딩되고, 소켓 상부(110)와 반도체 패키지(10) 및 소켓 하부(130)가 전기적으로 연결된다.1 and 2, the
반도체 패키지(10)는 예컨대, CMOS 이미지 센서로서, CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier) 타입으로 세라믹 재질로 구비된다.The
소켓 하부(130)는 테스트 설비(미도시됨)의 도 3에 도시된 바와 같이, 테스트 회로 기판(도 3의 20)에 설치되고 반도체 패키지(10)가 로딩되어 고정된다. 즉, 소켓 하부(130)는 칩 고정부(132)를 구비하여 반도체 패키지(10)의 패드(12)가 상부로 향하도록 고정한다.As shown in FIG. 3 of the test fixture (not shown), the
그리고 소켓 상부(110)는 소켓 하부(130)에 대향에서 덮개로 작용하며, 상호 결합되도록 양측으로 체결부재(120)를 구비하고, 하부면에 반도체 패키지(10)의 패드(또는 핀)(12)가 접촉되는 접촉부(114)와, 소켓 하부(130)에 로딩된 반도체 패키지(10)로 열을 발생, 전달시켜서 반도체 패키지(10)의 온도를 조절하는 전열판(hot plate)(112)을 포함한다.In addition, the socket
따라서 소켓 상부(110)는 반도체 패키지(10)와 소켓 하부(130) 및 테스트 회로 기판(20)을 접촉부(114)를 통해 전기적으로 연결시킨다. 또한 소켓 상부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전열판(112)에 포고핀(pogo pin) 형태의 스프링(124)을 장착하여 소켓 하부(130)와의 전기적인 연결 및 반도체 패키지(10)와의 밀착성을 증가시킨다.Accordingly, the
도 3을 참조하면, 본 발명의 테스트 소켓 장치(100)는 반도체 패키지(10)가 소켓 하부(130)에 장착되면, 테스트 회로 기판(20)과 소켓 하부(130)가 전기적으로 연결되고, 반도체 패키지(10)와 소켓 상부(110)가 전기적으로 연결된다. 그리고 반도체 패키지(10)와 소켓 상부(110)가 연결되는 접촉부(114)가 소켓 하부(130)와 연결되는 포고핀(124)들과 연결된다. 따라서 소켓 상부(110)의 전열판(112)을 이용하여 테스트 소켓 장치(100)에 로딩된 반도체 패키지(10)의 온도를 조절하여 온도 변화에 따른 테스트를 처리한다.Referring to FIG. 3, in the
구체적으로, 소켓 상부(130)는 사각형 모양으로 형성된 다수의 포고핀(124)들을 구비하는 접촉부(114)를 통하여 소켓 하부(130) 및 테스트 회로 기판(20)과 연결된다. 이 사각형 내부에 전열판(112)이 위치된다. 또 CLCC 타입의 CIS 반도체 패키지(10)와의 밀착성을 높이기 위해 포고핀과 같은 스피링(124) 소재로 전열판(112)을 연결한다.Specifically, the
계속해서 도 4는 도 1에 도시된 소켓 상부의 평면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 소켓 하부의 평면도이다.4 is a plan view of the upper part of the socket shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a plan view of the lower part of the socket shown in FIG.
도 4를 참조하면, 소켓 상부(110)은 상부면 일측에 구비되어 테스트 소켓 장치(100)의 온도를 감지하는 온도 센서부(116) 및, 전열판(112)으로 전원 전압을 공급하는 전원 공급부(118)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the socket
테스트 소켓 장치(100)는 전열판(112)의 온도를 조절하기 위해 전원을 공급하는 전원 공급부(118)를 포함하며, 전원 공급부(118)는 내부 전원을 이용하며 예를 들어, 상단에 내부 전원과 연결되는 채널을 선택할 수 있는 버튼(또는 스위치)이 구비된다. 그러므로 테스트 소켓 장치(100)의 사용시 전원을 외부에서 사용함으로 발생되는 불편함을 해소하였다. The
또한 전열판(112)과 온도 센서부(116)를 전기적으로 연결하여 일정한 온도 측정 및 설정이 용이하다. 그 결과, 온도 센서부(116)를 통해 정확한 데이터를 얻을 수 있다.In addition, it is easy to measure and set a constant temperature by electrically connecting the
온도 센서부(116)는 예컨대, 온도 측정 센서와 다수의 가변 저항들을 포함한다. 온도 측정 센서를 통해 반도체 패키지(10)의 온도를 정확히 측정하며, 다수의 가변 저항을 통해 전열판(112)의 온도를 조절하여 반도체 패키지(10)의 온도를 변화시킨다.The
또 전원 공급부(118)는 내부 전원을 이용하여 전열판으로 전원을 공급하기 위한 것으로, 내부 전원에 의해 전열판(112)에 가해지는 열의 균일도 저하를 방지하도록 항 온도성을 유지한다. 여기서 온도 조절은 상온부터 테스트 회로 기판(20)이 견딜 수 있는 적정 온도 예를 들어, 약 150 ℃ 미만의 범위가 타당하다. 그러나 테스트 소켓 장치(100)와 테스트 회로 기판(20)이 접촉되지 않는 부분은 독립적으로 온도 조절이 가능하다.In addition, the
그리고 도 5를 참조하면, 소켓 하부(130)는 반도체 패키지(10)가 로딩, 고정되는 칩 고정부(132)와, 소켓 상부(110)의 접촉부(114)와 전기적으로 연결되는 다수의 포고핀들(134) 및, 테스트 회로 기판(도 3의 20)에 설치하기 위한 다수의 홀들을 가장자리 부위에 구비된다.5, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 테스트 소켓 장치(100)는 반도체 패키지 상태에서 테스트할 수 없었던 온도에 관련된 특성들을 웨이퍼의 낭비없이 그리고 빠른 시간 내에 테스트 및 검토할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 테스트 시 온도를 약 5℃ 올리는데 소요되는 시간이 약 3 분 내외로 걸린다. 하지만 내리는데 소요되는 시간은 이에 2 배 이상 걸리므로 물적 및 시간적인 손실이 크다. 테스트를 구동함에 있어 테스트 설비에 대한 온도 설정에 따른 손실을 만회할 수 있으면서, 짧은 시간에 많은 정확한 테스트 데이터를 얻을 수 있다.As described above, the
특히, 광원이 필요한 테스트에서 또 다른 인자인 온도에 대한 영향력을 쉽게 테스트할 수 있다. 이에 대해 전열판을 이용하여 반도체 패키지 예컨대, CLCC 타입의 패키지 상태의 반도체 패키지를 보다 효율적으로 활용하고 그에 대한 정확한 테스트 데이터를 산출할 수 있다.In particular, it is easy to test the impact on temperature, another factor in tests that require light sources. In this regard, a heat transfer plate may be used to more efficiently utilize a semiconductor package, for example, a semiconductor package in a CLCC type package, and calculate accurate test data thereof.
상술한 바와 같이, 본 발명의 테스트 소켓 장치는 CLCC 타입의 CIS 반도체 패키지를 온도에 대한 특성을 테스트하기 위하여, 전열판과 온도 센서부를 구비함으로써, 반도체 패키지로 직접 열 전달이 가능하고 열 손실을 줄일 수 있으며, 온도 조절이 용이하다.As described above, the test socket device of the present invention includes a heat transfer plate and a temperature sensor to test the characteristics of the CLCC type CIS semiconductor package with respect to temperature, thereby enabling direct heat transfer to the semiconductor package and reducing heat loss. It is easy to control the temperature.
또, 테스트 소켓 장치의 전열판을 이용하여 실제로 특정 온도로 조절하여 테스트하면 정확한 테스트에 따른 결과 데이터를 산출할 수 있다.In addition, if the test is performed by adjusting the temperature to a specific temperature using the heat transfer plate of the test socket device, the result data according to the exact test can be calculated.
또한, 테스트 소켓 장치 전체의 온도를 조절하지 않고 반도체 패키지에만 한정적으로 온도를 조절함으로써, 온도 변화에 대해 테스트가 용이하며 접촉되는 다른 장치들에게는 아무런 영향을 끼치지 않게 된다.In addition, by controlling the temperature exclusively in the semiconductor package without controlling the temperature of the entire test socket device, it is easy to test for temperature changes and does not affect other devices in contact.
뿐만 아니라, 본 발명의 테스트 소켓 장치는 반도체 패키지 테스트시, 현재 불가능한 온도에 대한 영향력을 테스트할 수 있으며, 웨이퍼 상태가 아니라 반도체 패키지 상태에서의 테스트가 가능하다. 아울러 불량 반도체 패키지에 대한 더 많은 온도 변화에 따른 데이터 분석을 통해, 불량 소스를 극복할 수 있는 방안을 마련할 수 있다.In addition, the test socket device of the present invention can test the influence on the temperature which is currently impossible in the semiconductor package test, and can test in the semiconductor package state rather than the wafer state. In addition, by analyzing the data according to more temperature changes for the defective semiconductor package, it is possible to prepare a way to overcome the defective source.
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