KR20090035680A - 반도체 소자 검사용 소켓 조립체 - Google Patents

반도체 소자 검사용 소켓 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소켓과 테스트 보드의 조립시 볼트 및 너트의 상호 체결에 의해 간편히 조립할 수 있음으로써, 테스트 보드와 소켓을 종래와 같이 별도로 납땜할 필요가 없음으로 납땜 작업에 의한 환경 오염 문제를 방지할 수 있고, 불량률이 감소되고, 조립 공수가 단축되며, 테스트 보드를 재사용할 수 있음으로 생산 원가를 대폭 절감할 수 있는 혁신적인 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리에 관한 것이다. 상기 반도체 소자 검사용 소켓 조립체는, 중앙부에 상하로 관통된 다수의 관통홀이 형성된 사각판상의 본체와, 각각의 상기 관통홀내에 탄성적으로 상하로 유동되도록 삽입고정되며, 돌출된 상단으로는 검사할 반도체 소자의 솔더볼과 접촉되는 전기적 접촉자로 이루어지는 반도체 소자 검사용 소켓과; 상면에 상기 전기적 접촉자와 전기적으로 연결되는 단자가 형성되는 테스트 보드와; 상기 반도체 소자 검사용 소켓의 상측의 가장자리에 형성되며 상기 검사할 반도체 소자를 둘러싸는 베이스 블록과; 상기 반도체 소자 검사용 소켓의 네 코너에 형성된 제 1 체결홀, 상기 테스트 보드의 네 코너에 형성된 제 2 체결홀, 상기 베이스 블록의 네 코너에 형성된 제 3 체결홀을 관통하여 체결 고정하기 위한 볼트 및 너트로 이루어진다.
반도체, 소켓

Description

반도체 소자 검사용 소켓 조립체{TEST SOCKET ASSEMBLY FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 소자 검사용 소켓 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반도체 소자 검사용 소켓과 테스트 보드의 조립시 베이스 블록과 볼트 및 너트의 상호 체결에 의해 간편히 조립할 수 있음으로써, 테스트 보드와 소켓을 종래와 같이 별도로 납땜할 필요가 없음으로 납땜 작업에 의한 환경 오염 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 불량률이 감소되고, 조립 공수가 단축되며, 테스트 보드를 재사용할 수 있음으로 생산 원가를 대폭 절감할 수 있는 혁신적인 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지 중에서 사방 측면으로 리드(Lead)를 설치할 수 있는 납작한 형상의 큐에프피(QFP: Quad Flat Package)의 제조 기술이 알려져 있다. 최근에 들어서는 전자기기의 소형화, 박형화, 다기능화에 따라 다량의 정보를 신속히 처리할 수 있는 고집적화된 반도체칩이 요구되고 그에 따라 다수의 입출력 단자를 갖는 소형의 반도체 패키지를 제조하는데 많은 노력을 기울이고 있다. 그렇 지만, 상기 QFP 기술에 의해서는 반도체 패키지의 크기를 증대시키지 않는 한 다수의 입출력 단자를 형성하는데 한계가 있다. 그래서, 리드 피치(Lead Pitch)가 0.3mm 이하로 되는 가공 기술을 극복하지 못한 채 연구만을 거듭하던 중에 리드 대신에 구 형상의 솔더 볼을 이용하는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array: BGA) 기술이 출현함으로써 하나의 패키지를 통해 많은 입출력 단자를 실장 가능하게 되었다.
일반적인 BGA 반도체 패키지는 플라스틱 PBGA(Plastic BGA) 반도체 패키지라고 불리며, μBGA(Micro BGA), TBGA(Thin BGA), FPBGA(Fine Pitch BGA) 등의 형태로 발전을 거듭하고 있다.
일반적인 BGA 반도체 패키지에서는, 반도체 칩이 접착제에 의해 인쇄회로기판의 상부면 중앙부에 접착되고, 상기 인쇄회로기판의 상부면의 중앙부에서 가장자리로 연장하여 형성된 다수의 회로 패턴에 대응하여 상기 반도체 칩의 패드가 도전성의 본딩 와이어에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 반도체 칩과 상기 본딩 와이어를 밀봉 수지에 의해 몰드 성형되고, 상기 인쇄회로기판의 하부면에 형성된 회로 패턴(도시 안됨)에 대응하여 다수개의 솔더 볼이 각각 안착된 구조로 이루어진다. 그런데, PBGA를 비롯한 다양한 형태의 BGA 타입 반도체 패키지는 최종적으로 검사 장치에 의한 각종 전기 시험을 통해 특성 측정 또는 불량 검사를 받게 된다. 이때, 상기 검사 장치에 설치된 검사용 인쇄회로기판의 회로 패턴과, BGA타입 반도체 패키지의 솔더볼을 전기적으로 연결하기 위해 소켓이 사용되는 것이 통상적이다.
종래의 반도체 소자 검사용 소켓의 경우, 테스트를 위한 테스트 보드에 소켓 본체를 납땜하고, 반도체 소자의 단자로서의 솔더볼의 접촉을 위해 가동형의 프레 스 제품 리드 콘텍트, 사출 제품 및 가동을 위한 기구부품 등을 결합하여 반도체 소자 검사용 소켓을 제작하였다.
그러나 종래의 반도체 소자 검사용 소켓에서는 테스트 보드와 소켓 본체가 납땜되는 구조임으로 납땜 작업이 요구되는 번거로운 점이 있을 뿐만 아니라 납땜에 의한 환경 오염을 유발할 수 있으며, 가동형의 프레스 제품 리드 콘텍트, 사출 제품 및 가동을 위한 기구부품 등이 결합된 복잡한 구조로 되어 있어 조립 공수가 늘어나고 제품의 원가가 상승되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 테스트 보드와 소켓을 별도 납땜할 필요가 없음으로 납땜 작업에 의한 환경 오염문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 구조의 설계에 의해 조립 공수가 단축됨과 아울러, 불량률을 최소화할 수 있고 테스트 보드를 재사용할 수 있음으로 원가를 대폭 절감할 수 있는 반도체 소자 검사용 소켓 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 조립체는, 중앙부에 상하로 관통된 다수의 관통홀이 형성된 사각판상의 본체와, 각각의 상기 관통홀내에 탄성적으로 상하로 유동되도록 삽입고정되며, 돌출된 상단으로는 검사할 반도체 소자의 솔더볼과 접촉되는 전기적 접촉자로 이루어지는 반도체 소자 검사용 소켓과; 상면에 상기 전기적 접촉자와 전기적으로 연결되는 단자가 형성되는 테스트 보드와; 상기 반도체 소자 검사용 소켓의 상측의 가장자리에 형성되며 상기 검사할 반도체 소자를 둘러싸는 베이스 블록과; 상기 반도체 소자 검사용 소켓의 네 코너에 형성된 제 1 체결홀, 상기 테스트 보드의 네 코너에 형성된 제 2 체결홀, 상기 베이스 블록의 네 코너에 형성된 제 3 체결홀을 관통하여 체결 고정하기 위한 볼트 및 너트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 검사할 반도체 소자를 하방으로 가압하기 위하여 상기 반도체 소자 상에 순차적으로 놓여지는 가압(加壓) 플레이트 및 가압 스크린(compression screen)을 더 포함함이 바람직하다.
또한, 상기 전기적 접촉자는 상기 각 관통홀에 삽입 고정되는 코일 스프링 또는 포고핀(pogo pin)일 수 있다.
또한, 상기 포고핀은 관체상의 핀 몸체와, 그 핀 몸체의 상측에 결합되어 상기 반도체 소자의 솔더볼이 안착되어 전기적으로 접속되는 금속체로 된 상부 컨텍터와, 상기 핀 몸체의 하측에 상하 유동 가능하게 결합되어 상기 테스트 보드의 패드에 탄력적으로 접촉되는 탄성 스프링으로 구성됨이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 조립체에 의하면, 반도체 소자 검사용 소켓과 테스트 보드의 조립시 베이스 블록과 볼트 및 너트의 상호 체결에 의해 간편히 조립할 수 있음으로써, 테스트 보드와 소켓을 종래와 같이 별도로 납땜할 필요가 없음으로 납땜 작업에 의한 환경 오염 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 구조의 설계에 의해 조립 공수가 단축됨과 아울러, 불량률을 최소화할 수 있고 테스트 보드를 재사용할 수 있음으로 원가를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓의 평면도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓의 단면도이고, 도 1c는 도 1b의 "A" 부분의 확대 단면도로서 편의상 함께 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓(100)은, 중앙부에 상하로 관통된 다수의 관통홀(11)이 형성된 사각판상의 본체(10)와, 각각의 상기 관통홀(11)내에 탄성적으로 상하로 유동되도록 삽입고정되는 전기적 접촉자로서의 전도성 코일 스프링(20)으로 이루어진다.
상기한 본체(10)는 대략 사각판상으로서 절연을 위해 플라스틱 재질로 이루어짐이 바람직하나, 본 발명에 있어 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기한 관통홀(11)은 통상의 펀칭 수단을 이용하여 일정거리 이격하여 본체(10)의 대략 사각형상의 중앙부에 펀칭하여 복수개 형성한다. 물론 이러한 관통홀(11)의 형성 위치나 간격은 반도체 소자(30; 도 2 참조)의 단자로 형성된 다수의 솔더볼(31; 도 2 참조)에 부합되게 디자인되어 형성시킨다.
상기한 코일 스프링(20)은 상기 사각판상의 본체(10)의 다수의 관통홀(11)내에 삽입고정되어 그 상단부 및 하단부가 돌출됨으로써, 후술하는 바와 같이(도 2 참조), 반도체 소자의 테스트시, 상단부에는 반도체 소자(30)의 솔더볼(31)과 접촉되고 하단부에는 테스트 보드(40)의 단자에 연결되는 전기적 접촉자 역할을 수행하게 된다.
여기서, 상기한 코일 스프링(20)은 관통홀(11) 내에 삽입고정되는 중앙부가 상기 상단부 및 하단부보다 상대적으로 크게 형성되어 관통홀(11) 내에 삽입된 후에는 상단부 및 하단부보다 상대적으로 크게 형성된 중앙부가 약간 팽창되어 관통홀(11)내벽에 억지 끼움방식에 의해 완전히 압입 고정되어 빠져나오지 않게 된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓(100)을 적용한 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리(1)의 사용상태를 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리(1)는, 중앙부에 상하로 관통된 다수의 관통홀(11)이 형성된 사각판상의 본체(10)와, 각각의 상기 관통홀(11)내에 탄성적으로 상하로 유동되도록 삽입고정되며, 돌출된 상단으로는 검사할 반도체 소자(30)의 솔더볼(31)과 접촉되는 전기적 접촉자로서의 코일 스프링(20)으로 이루어지는 반도체 소자 검사용 소켓(100)(도 1a 내지 도 1c 참조)과; 상면에 상기 각 코일 스프링(20)과 전기적으로 연결되는 단자(도면 번호 미부여)가 형성되는 테스트 보드(40)와; 상기 반도체 소자 검사용 소켓(100)의 상측의 가장자리에 형성되며 상기 검사할 반도체 소자(30)를 둘러싸는 베이스 블록(50)과; 상기 반도체 소자 검사용 소켓(100)의 네 코너에 형성된 제 1 체결홀(12), 상기 테스트 보드(40)의 네 코너에 형성된 제 2 체결홀(41), 상기 베이스 블록(50)의 네 코너에 형성된 제 3 체결홀(51)을 상하로 관통하여 체결 고정하기 위한 볼트(13) 및 너트(14)로 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리(1)는, 검사할 반도 체 소자(30)를 하방으로 가압하기 위하여 반도체 소자(30) 상에 순차적으로 놓여지는 가압(加壓) 플레이트(70) 및 가압 스크린(compression screen)(80)을 더 포함한다. 더구나, 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리(1)의 상측단과 하측단에는 각각 볼트(13) 및 너트(14)를 통해 커버 플레이트(60) 및 절연 플레이트(90)가 고정 결합된다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리(1)의 작동을 도 1a 내지 도 2b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 검사할 반도체 소자(30)의 다수의 솔더볼(31)에 대응되는 위치에 상측으로 돌출된 각 코일 스프링(20)의 상단부가 배치되도록 하고, 각 코일 스프링(20)의 하단부에는 테스트 보드(40)의 단자(도면 번호 미부여)가 위치하도록 한다.
또한, 반도체 소자 검사용 소켓(100)의 상측의 가장자리로는 반도체 소자(30)를 둘러싸는 베이스 블록(50)이 형성되고, 상기한 반도체 소자 검사용 소켓(100)의 가장자리에 형성된 제 1 체결홀(12), 테스트 보드(40)의 가장자리에 형성된 제 2 체결홀(41), 베이스 블록(50)의 제 3 체결홀(51)을 상하로 관통하여 볼트(13) 및 너트(14)를 통해 체결고정함으로써 반도체 소자의 테스트 준비가 완료된다.
이 상태에서, 상기 반도체 소자(30) 상에 놓여진 가압(加壓) 플레이트(70) 및 가압 스크린(compression screen)(80)을 이용하여 반도체 소자(30)가 하방 가압되어지고, 이에 따라 반도체 소자(30)의 각 솔더볼(31)이 반도체 소자 검사용 소 켓(100)의 상측으로 돌출된 각 코일 스프링(20)의 상단과 접촉됨과 동시에 각 코일 스프링(20)이 탄성적으로 하강되어 되어 각 코일 스프링(20)의 하측으로 돌출된 하단이 테스트 보드(40)의 단자들(도면 번호 미부여)과 접촉함으로써 반도체 소자(30)의 솔더볼(31)과 테스트 보드(40)의 단자가 통전(通電)하게 되는 것이다.
이와 같이, 반도체 소자(30)의 솔더볼(31)과 테스트 보드(40)의 단자가 통전(通電)에 의해 테스트 보드(40)는 현재의 반도체 소자(30)의 상태를 검사하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 어셈블리(1)는 소켓(100)과 테스트 보드(40)의 조립시 베이스 블록(50)과 볼트(13) 및 너트(14)의 체결에 의해 간편히 조립할 수 있음으로써, 테스트 보드와 소켓을 종래와 같이 별도로 납땜할 필요가 없음으로 납땜 작업에 의한 환경 오염 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조의 설계에 의해 조립 공수가 단축됨과 아울러, 불량률을 최소화할 수 있고 테스트 보드를 재사용할 수 있음으로 원가를 대폭 절감할 수 있게 된다.
한편, 도시된 예에서는 반도체 소자의 입출력 단자로서 솔더 볼에 적용되는 소켓을 중심으로 설명하고 있지는 본 발명은 그 솔더볼에만 한정되는 것은 아니며, 솔더볼을 제외한 다른 모든 종류의 반도체 소자의 입출력 단자에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3은 도 1b의 "A" 부분의 다른 실시예에 따른 확대 단면도로서, 전기적 접촉자로서의 전도성 코일 스프링(20)대신에 포고핀(pogo pin)(21)을 사용한 점을 제외하고는 도 1a 내지 도 1c의 반도체 소자 검사용 소켓의 구조와 실질적으로 동일 하며, 그 차이점만을 설명하기로 한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포고핀(21)이 사각판상의 본체(10)의 각 관통홀(11)내에 탄성적으로 상하로 유동되도록 삽입고정되어, 반도체 소자(30)의 솔더볼(31)(도 2 참조)과 테스트 보드(40)의 단자들 사이의 전기적 접촉자로서의 역할을 수행하게 된다.
상기 포고핀(21)은 관체상의 핀 몸체(도면 번호 미부여)와, 그 핀 몸체의 상측에 결합되어 반도체 소자(30)의 솔더볼(31)(도 2 참조)이 안착되어 전기적으로 접속되는 금속체로 된 상부 컨택터(21-1)와, 상기 핀 몸체(11)의 하측에 상하 유동 가능하게 결합되어 테스트 보드(40)(도 2 참조)의 패드들에 탄력적으로 접촉되는 탄성 스프링(21-2)으로 구성된다.
여기서, 상기한 상부 컨택터의 상단부 형상이 도시된 바와 같이, 크라운 형상일 수도 있으나, 라운드(round)진 형상도 가능하며 다양한 형상으로 제조할 수 있음은 물론이다. 물론, 도시되어 있지는 않지만, 테스트 보드(40)의 패드와 탄성 스프링(21-2) 사이에도 크라운 형상이나, 라운드진 형상을 갖는 하부 컨택터(미도시)를 개재하여 테스트 보드의 패드가 안착될 수도 있다.
또한, 상기한 포고핀(21)도, 상술한 코일 스프링(20)과 마찬가지로 관통홀(11)의 내벽에 억지 끼움방식에 의해 완전히 압입 고정되어 빠져나오지 않게 된다.
상기와 같이 구성된 포고핀(21)을 갖는 반도체 소자 검사용 소켓(100)도 또한, 도 2의 설명과 동일한 방법에 의해 반도체 소자(20)를 검사하게 되며, 그 검사 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 당업자에 있어서는 본 발명의 요지 및 스코프를 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이며 이 또한 본 발명의 영역 내이다.
도 1a는 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓의 평면도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓의 단면도이다.
도 1c는 도 1b의 "A" 부분의 확대 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 조립체의 사용상태를 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 3은 도 1b의 "A" 부분의 다른 실시예에 따른 확대 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓 조립체
100: 본 발명에 따른 반도체 소자 검사용 소켓
10: 사각판상의 본체 11: 관통홀
12: 제 1 체결홀 13: 볼트
14: 너트 20: 코일 스프링
21: 포고핀(pogo pin) 30: 반도체 소자
31: 솔더볼 40: 테스트 보드
41: 제 2 체결홀 50: 베이스 블록
51: 제 3 체결홀 60: 커버 플레이트
70: 가압(加壓) 플레이트 80: 가압 스크린(compression screen)
90: 절연 플레이트

Claims (4)

  1. 중앙부에 상하로 관통된 다수의 관통홀이 형성된 사각판상의 본체와, 각각의 상기 관통홀내에 탄성적으로 상하로 유동되도록 삽입고정되며, 돌출된 상단으로는 검사할 반도체 소자의 솔더볼과 접촉되는 전기적 접촉자로 이루어지는 반도체 소자 검사용 소켓과,
    상면에 상기 전기적 접촉자와 전기적으로 연결되는 단자가 형성되는 테스트 보드와,
    상기 반도체 소자 검사용 소켓의 상측의 가장자리에 형성되며 상기 검사할 반도체 소자를 둘러싸는 베이스 블록과,
    상기 반도체 소자 검사용 소켓의 네 코너에 형성된 제 1 체결홀, 상기 테스트 보드의 네 코너에 형성된 제 2 체결홀, 상기 베이스 블록의 네 코너에 형성된 제 3 체결홀을 관통하여 체결 고정하기 위한 볼트 및 너트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사용 소켓 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사할 반도체 소자를 하방으로 가압하기 위하여 상기 반도체 소자 상에 순차적으로 놓여지는 가압(加壓) 플레이트 및 가압 스크린(compression screen)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사용 소켓 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기적 접촉자는 상기 각 관통홀에 삽입 고정되는 코일 스프링 또는 포고핀(pogo pin)인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사용 소켓 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 포고핀은 관체상의 핀 몸체와, 그 핀 몸체의 상측에 결합되어 상기 반도체 소자의 솔더볼이 안착되어 전기적으로 접속되는 금속체로 된 상부 컨텍터와, 상기 핀 몸체의 하측에 상하 유동 가능하게 결합되어 상기 테스트 보드의 패드에 탄력적으로 접촉되는 탄성 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사용 소켓 조립체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101028754B1 (ko) * 2009-07-06 2011-04-14 주식회사 오킨스전자 반도체 패키지 검사장치용 프레스 커버
CN108963491B (zh) * 2017-04-28 2020-03-03 Nts株式会社 能够进行精确高度调节的双螺纹测试插座

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