KR20090124082A

KR20090124082A - 켈빈 테스트용 소켓

Info

Publication number: KR20090124082A
Application number: KR1020080050080A
Authority: KR
Inventors: 이채윤
Original assignee: 리노공업주식회사
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-03
Also published as: KR100985497B1

Abstract

본 발명은 켈빈 테스트용 소켓에 관한 것으로서, 솔더볼이 형성된 반도체 칩 패키지에 대하여 켈빈 테스트를 수행할 수 있는 검사 소켓을 제공하기 위하여, 검사용 회로 기판에 장착되는 소켓 몸체와; 상기 소켓 몸체에 수직으로 관통형성된 한 쌍의 결합공이 수직으로 배치되는 수직 결합부과; 상기 소켓 몸체에 수직으로 관통형성된 한 쌍의 결합공이 수평으로 배치되는 수평 결합부와; 검사 대상물의 솔더볼의 접촉되는 편심된 탐침부가 상측에 형성되고 상기 수직 결합부 및 수평 결합부의 한 쌍의 결합공에 상기 탐침부가 대향배치되도록 결합되는 한 쌍의 프로브;로 구성되고, 상기 수직 결합부 및 수평 결합부는 교차배치됨을 특징으로 하여, 소켓 몸체에 교차배치된 수평 결합부 및 수직 결합부의 결합공에 각각 결합시키는 구조를 채택하여 솔더볼이 형성된 반도체 칩 패키지에 대하여 켈빈 테스트를 수행할 수 있는 검사 소켓을 제공할 수 있다.

반도체 켈빈 테스트 솔더볼 BGA

Description

켈빈 테스트용 소켓{sSocket for Kelvin testing}

본 발명은 켈빈 테스트용 소켓에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 솔더볼이 형성된 반도체 칩 패키지에 대하여 켈빈 테스트를 수행할 수 있는 켈빈 테스트용 검사 소켓이다.

반도체 테스트 중에서 켈빈 테스트는 반도체 소자의 저항을 정밀하게 측정하기 위한 것으로 일반적으로 반도체 리드(lead)의 접촉부에 2개의 접촉 단자를 접촉시켜 전류와 전압을 측정하여 반도체 소자의 저항을 측정한다.

도 1은 켈빈 테스트를 도시하는 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 검사하고자하는 소자(DUT:Device Under Test)의 양쪽 패드(Pad A, Pad B)에 각각 2개의 접촉 단자(probe)가 다른 지점에 접촉되어, 전류와 전압을 측정하여 검사 대상물(DUT)의 저항을 측정하게 된다.

이러한 켈빈 테스트용 프로브 및 켈빈 테스트 장치에 관해서는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제 특1997-020140호, 제 10-2003-0098335호 등에서 제안한 바 있다.

그러나, 반도체 장치가 점차적으로 고집적화 됨에 따라 반도체의 터미널에 해당되는 리드는 그 수가 증가하게 되었고, 각 리드 사이의 간격 및 폭(피치)이 제한된다.

도 2는 종래의 켈빈 테스트용 프로브를 도시하는 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 종래의 켈빈 테스트용 프로브는 한 쌍의 프로브(100a, 100b)가 대항 배치되며, 각 프로브는 반도체 리드의 접촉부에 접촉되는 플런저(10)와 상기 플런저(10)가 상부에 결합되는 원통형의 배럴(30)과 탄성력을 제공하도록 상기 배럴(30) 내부에 수용된 탄성 스프링(20) 및 상가 배럴(30)의 하부에 결합된 접촉핀(40)으로 구성된다.

도 3은 도 2의 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 검사하고자하는 반도체 리드(1)의 접촉부(2)는 고집적화 됨에 따라 폭(b)이 일정 크기 이하로 제한되나, 켈빈 테스트를 위해서는 이러한 접촉부(2)에 한 쌍의 프로브가 접촉되어야 한다.

따라서, 접촉시 발생되는 충격 하중을 흡수하기 위한 탄성 스프링을 내장한 배럴의 크기를 일정 크기 이하로 제작하기 어렵기 때문에, 탐침부(14)를 프로브의 중심축으로부터 편심된 상태로 돌출형성시키고, 접촉부(2)를 중심으로 한 쌍의 프로브를 일정 거리(a) 이내로 대향 배치시키게 된다.(이 경우 필연적으로 a는 접촉부의 폭(b) 이내로 제한된다.)

또한, 각 프로브(100a, 100b)의 상기 탐침부(14)의 상부에는 일정 각도로 기 울어진 경사부(10a)를 통해 형성된 최단부(10b)가 접촉부에 접촉되도록 한다.

그러나, BGA 타입 등의 솔더볼이 형성된 반도체 패키지의 경우에는 각 솔더볼에 2개의 프로브가 접촉되어야 하지만 고집적화가 진행됨에 따라 솔더볼 사이의 간격이 짧아서 인접하는 솔더볼에 접촉되는 각 프로브를 소켓 몸체에 결합시키는 제작과정에서 간섭이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 솔더볼이 형성된 반도체 칩 패키지에 대하여 켈빈 테스트를 수행할 수 있는 검사 소켓을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 켈빈 테스트용 검사 소켓은 검사용 회로 기판에 장착되는 소켓 몸체와 상기 소켓 몸체에 수직으로 관통형성된 한 쌍의 결합공이 수직으로 배치되는 수직 결합부과 상기 소켓 몸체에 수직으로 관통형성된 한 쌍의 결합공이 수평으로 배치되는 수평 결합부와 검사 대상물의 솔더볼의 접촉되는 편심된 탐침부가 상측에 형성되고, 상기 수직 결합부 및 수평 결합부의 한 쌍의 결합공에 상기 탐침부가 대향배치되도록 결합되는 한 쌍의 프로브로 구성되고, 상기 수직 결합부 및 수평 결합부는 교차배치됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 한 쌍의 프로브는 상기 탐침부의 일정부분을 수직으로 절개시킨 절개부가 형성되고, 상기 한 쌍의 결합공은 상부에 상기 절개부의 수직면에 접촉되는 한 쌍의 돌출부가 형성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 한 쌍의 결합공 및 돌출부는 소켓 몸체의 하부면으로부터 수직으로 함몰형성된 원기둥 형상의 한 쌍의 함몰공을 인접하여 형성시키고, 상기 한 쌍의 함몰공과 연통되는 함몰홈을 소켓 몸체의 상부면에 함몰형성시켜 형성됨을 특 징으로 한다.

본 발명에 따른 켈빈 테스트용 검사 소켓은 인접하는 솔더볼에 접촉되는 한 쌍의 프로브를 소켓 몸체에 교차배치된 수평 결합부 및 수직 결합부의 결합공에 각각 결합시키는 구조를 채택하여, 솔더볼이 형성된 반도체 칩 패키지에 대하여 켈빈 테스트를 수행할 수 있는 검사 소켓을 제공할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 켈빈 테스트용 검사 소켓을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 켈빈 테스트용 소켓을 도시하는 단면도이다.

도 4를 참고하여 본 발명에 따른 켈빈 테스트용 검사용 소켓의 기본적인 구조를 살펴보면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 검사용 소켓은 기본적으로 검사용 회로 기판(5)에 장착되는 소켓 몸체(200)와 상기 소켓 몸체(200)에 수직으로 관통형성된 한 쌍의 결합공(210a,210b)과 상기 한 쌍의 결합공(210a,210b)에 결합된 한 쌍의 프로브(100a,100b)로 구성된다.

상기 한 쌍의 프로브(100a,100b)의 상부에 형성된 탐침부(12)는 검사 대상물(3)의 솔더볼(4)에 접촉되고, 하부는 검사용 회로 기판(5)의 전극 패드(6)에 각 각 접촉되어 검사 전류가 프로브를 따라 검사용 회로 기판으로 흐를 수 있도록 구성된다.

또한, 한 쌍의 프로브(100a,100b)는 상기 탐침부(12)의 일정부분을 수직으로 절개시킨 절개부가 형성되고, 상기 한 쌍의 결합공(210a,210b)은 상부에 상기 절개부의 수직면(14a:측면에 해당됨)에 접촉되는 한 쌍의 돌출부(220a,220b)가 형성된다.

도 4의 (b)는 도 4의 (a)와 반대 반향으로 상부면을 경사시켜 형성된 탐침부(12)가 형성된 한 쌍의 프로브(100a,100b)가 검사용 소켓(200)에 장착된 형태를 도시하고 있으며, 이러한 탐침부의 형상의 다양한 형태로 변형가능하다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 결합공 및 돌출부의 형성 과정을 도시하는 개념도이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 소켓 몸체(200)의 하부면으로부터 수직으로 함몰형성된 원기둥 형상의 한 쌍의 함몰공(212)을 인접하여 형성시키고, 상기 한 쌍의 함몰공(212)과 연통되는 함몰홈(214)을 소켓 몸체(200)의 상부면으로부터 사각 형태로 함몰형성시키게 된다.

상기 과정을 거치면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 소켓 몸체(200)에는 수직방향으로 관통형성된 원통 형상의 한 쌍의 결합공(210a,210b)이 형성되고, 소켓 몸체(200)의 상부에는 상기 절개부(14)의 수직면에 접촉되는 한 쌍의 돌출부(220a,220b)가 형성된다.

상기 과정을 통해서 형성된 돌출부(220a,220b)의 측면에 한 쌍의 프로브의 절개부의 수직면을 접촉시킨 상태로 상기 한 쌍의 프로브를 한 쌍의 결합공에 결합시키게 되면 프로브의 탐침부를 손쉽게 대향배치시킬 수 있다.

다음으로 본 발명에서 사용되는 프로브에 대해 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프로브를 도시하는 사시도이다.

도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 프로브는 상기 탐침부(12) 및 절개부(14)가 형성된 원기둥 형상의 플런저(10)와 양측이 개구되어 상기 플런저(10)의 하부가 상부에 수용된 원통 형상의 배럴(20)과 상기 배럴(20) 내부에 수용되어 상기 플런저(10)에 수직 탄성력을 제공하는 탄성 스프링(30)과 상기 배럴(20)의 하부에 결합되어 검사용 회로 기판에 접촉되는 접촉핀(40)으로 구성된다.

상기 배럴(20)의 상부에 수용된 플런저(10)는 수용홈(미도시)이 형성되고, 상기 배럴(20)의 외주면을 가압 절곡시킨 가압절곡부(22)를 통해서 상기 배럴의 상부에 고정되는 것이 바람직하다.

따라서, 켈빈 테스트 과정에서 검사 대상물의 솔더볼에 플런저의 탐침부가 접촉하게 되면, 상기 플런저는 배럴의 내부에 수용된 탄성 스프링을 통해 수직하방으로 이동하게 되고, 검사 완료시 탄성 스프링을 통해 수직 상방으로 상승하게 된다.

여기서, 상기 탐침부(12)는 상기 플런저(10)의 상부면을 일정 각도로 경사시켜 형성되는 것이 바람직하고, 상기 절개부(14)의 수직면(14a)은 상기 소켓 몸체의 돌출부의 측면에 접촉되는 부위로 밀링 가공을 통해서 수직으로 절개되는 것이 바람직하다.

또한, 도 4에서 살펴본 바와 같이 상기 플런저(10)의 상부면은 절개부(14)가 형성되는 방향과 반대로 경사지거나(도 6의 (a)에 도시된 형상), 같은 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.(도 6의 (b)에 도시된 형상)

다음으로 소켓 몸체(200)에 형성되는 수직 결합부 및 수평 결합부에 대해 살펴보기로 한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 켈빈 테스트용 소켓을 도시하는 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 한 쌍의 프로브(100a,100b)는 상부가 돌출된 상태로 소켓 몸체(200)에 형성된 수직 결합부(210c) 및 수평 결합부(210d)에 결합되며, 상기 수직 결합부(210c) 및 수평 결합부(210d)는 한 쌍의 결합공이 형성되고, 상기 수직 결합부(210c)와 수평 결합부(210d)는 교차 배치된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 소켓 몸체를 도시하는 평면도이고, 도 9는 도 8의 저면도이다.

도 5에서 살펴본 바와 같이 원기둥 형상의 한 쌍의 함몰공(212)과 연통되는 함몰홈(214)을 통해서 한 쌍의 결합공이 형성되고, 도 8에 도시된 바와 같이 한 쌍의 결합공(210a,210b)이 수직으로 배치되는 수직 결합부(210c)와 한 쌍의 결합공(210a,210b)이 수평으로 배치되는 수평 결합부(210d)는 각각 교차 배치된다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 수직 결합부(210c)의 주위에는 수평 결합부(210d)가 배치되게 된다.

구체적으로 살펴보면, 수직 결합부(210c)의 좌,우측 및 상,하측에는 수평 결 합부(210d)가 배치되므로 인접하는 솔더볼에 접촉되는 프로브를 수용하기 위한 한 쌍의 결합공을 용이하게 형성시킬 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해서 각 솔더볼에 접촉되는 한 쌍의 프로브들을 검사 소켓에 장착시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 검사용 소켓을 이용한 검사 태양을 구체적으로 살펴보면, 도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 켈빈 테스트용 소켓의 사용 상태도이다.

도 10에 도시된 바와 같이 반도체 칩 패키지가 점점 고집적화됨에 따라 각 솔더볼 사이의 간격(d)는 점차 작아지고 있으며, 따라서, 각 솔더볼에 접촉되는 프로브는 소정의 길이 이내에 2개가 배치되어야 한다.

그러나, 도 10에 도시된 바와 같이 한 쌍의 결합공이 수직으로 배치되어 폭이 짧고 길이가 긴 수직 결합부(210c)의 양측에 다시 수직 결합부를 형성시키게 되면, 인접하는 솔더볼에 프로브가 접촉할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 한 쌍의 결합공이 수평으로 배치되어 길이가 짧고 폭이 긴 수평 결합부(210d)를 수직 결합부(210c)의 양측에 교차배치시키면 각 결합공에 결합된 프로브 사이에 충분한 간격을 확보할 수 있으므로 제작상의 어려움을 해결할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 켈빈 테스트용 검사 소켓을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 켈빈 테스트를 도시하는 개념도.

도 2는 종래의 켈빈 테스트용 프로브를 도시하는 사시도.

도 3은 도 2의 평면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 켈빈 테스트용 소켓을 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 결합공 및 돌출부의 형성 과정을 도시하는 개념도.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프로브를 도시하는 사시도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 켈빈 테스트용 소켓을 도시하는 사시도.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 소켓 몸체를 도시하는 평면도.

도 9은 도 8의 저면도.

도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 켈빈 테스트용 소켓의 사용 상태도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

3: 검사 대상물 4: 솔더볼

5: 검사용 회로 기판 6: 전극 패드

10: 플런저 12: 탐침부

14: 절개부 20: 배럴

30: 탄성 스프링 40: 접촉핀

100a,100b: 프로브 200: 소켓 몸체

210a,210b: 결합공 210c: 수직결합부

210d: 수평결합부 212: 함몰공

214: 함몰홈 220a,220b: 돌출부

Claims

검사용 회로 기판에 장착되는 소켓 몸체와;

상기 소켓 몸체에 수직으로 관통형성된 한 쌍의 결합공이 수직으로 배치되는 수직 결합부과;

상기 소켓 몸체에 수직으로 관통형성된 한 쌍의 결합공이 수평으로 배치되는 수평 결합부와;

검사 대상물의 솔더볼의 접촉되는 편심된 탐침부가 상측에 형성되고, 상기 수직 결합부 및 수평 결합부의 한 쌍의 결합공에 상기 탐침부가 대향배치되도록 결합되는 한 쌍의 프로브;로 구성되고,

상기 수직 결합부 및 수평 결합부는 교차배치됨을 특징으로 하는 켈빈 테스트용 소켓.
제 1 항에 있어서,

상기 한 쌍의 프로브는 상기 탐침부의 일정부분을 수직으로 절개시킨 절개부가 형성되고,

상기 한 쌍의 결합공은 상부에 상기 절개부의 수직면에 접촉되는 한 쌍의 돌출부가 형성됨을 특징으로 하는 켈빈 테스트용 소켓.
제 2 항에 있어서,

상기 한 쌍의 결합공 및 돌출부는,

소켓 몸체의 하부면으로부터 수직으로 함몰형성된 원기둥 형상의 한 쌍의 함몰공을 인접하여 형성시키고, 상기 한 쌍의 함몰공과 연통되는 함몰홈을 소켓 몸체의 상부면에 함몰형성시켜 형성됨을 특징으로 하는 켈빈 테스트용 소켓.