KR20100037431A - 고주파수용 반도체 테스트 소켓 - Google Patents

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KR20100037431A
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정익종
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구자춘
김제오
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(주)리뉴젠
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Abstract

반도체 소자 패키지의 전기적 특성 검사에 사용되는 반도체 테스트 소켓이 개시된다. 반도체 테스트 소켓은 도전체와 접지판 사이의 절연을 목적으로 사용되는 비도전성을 가지는 소켓 몸체에 프로브 핀 몸체(barrel) 형상의 도전체를 구비한다. 또한, 도전체의 내부에는 실리콘 고무 재질의 절연성 탄성체를 내장하거나 금속선재 또는 금속판재 형태의 도전성 탄성체를 내장하여 기존 스프링 프로브 방식에서 사용되는 스프링을 대체하도록 한다. 실리콘 고무 재질의 봉 또는 구 형태의 탄성체의 중심을 금속선재가 관통하여 전선 또는 꼬치 모양으로 된 탄성체를 내장하여 탄성력을 제공할 수도 있다. 이에 따라, 반도체 소자와 테스트 기판 간의 도전 경로를 최소화 또는 단순화하여 반도체 소자 패키지의 고주파수 영역에서의 테스트시 개선된 전기적 특성을 나타내는 테스트 소켓을 제공할 수 있다. 또한, 도전체의 접촉 부위 표면처리 방식을 다양하게 제공하여 반도체 소자의 접촉 단자와 접촉시 접촉 효율을 최대화 하고 지속적인 접촉 충격에 따른 접촉단자의 손상을 최소화 할 수 있다. 또한, 고주파 신호를 전달하는 도전체의 외곽에 접지판을 형성하여 도전체를 통해 전달되는 고주파 신호를 외부로부터 차폐함으로써, 고주파수용 반도체 소자 테스트시 노이즈와 크로스 토크를 최소화할 수 있다.
고주파수, 반도체 소자, 테스트 소켓, 실리콘 고무, 초탄성합금, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 다이아몬드 상 카본(Diamond-Like-Carbon, DLC)

Description

고주파수용 반도체 테스트 소켓{TEST SOCKET FOR HIGH-FREQUENCY SEMICONDUCTOR IC TEST}
본 발명은 반도체 테스트 소켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RF(Radio Frequency) 반도체 소자 패키지의 전기적 특성 검사에 사용되는 고주파수용 반도체 테스트에 관한 것이다.
일반적으로 가공이 완료된 반도체 소자 패키지는 사용자에게 제공되기 전에 전기 검사 공정을 거치게 된다. 전기 검사 공정에서는 테스트 소켓을 이용하여 반도체 소자 패키지의 전기적 특성을 검사하게 된다.
종래에 QFN, MLF, LGA, BGA 형태를 가진 반도체 소자를 테스트하기 위한 테스트 소켓에는 스프링 프로브(포고핀) 방식, 판재핀(Stamping Pin) 방식, 및 가압전도 실리콘 고무(Pressure Sensitive Conductive Rubber : PCR) 방식 등이 있었다. RF(Radio Frequency) 반도체 소자와 같이 고주파수 영역에서의 테스트가 요구되는 경우에는 전기적 경로를 최소화해야 할 필요가 있으므로 짧은 스프링 프로브를 사용하거나 다양한 형상의 판재핀을 사용한 테스트 소켓들이 개발되어져 왔다.
종래의 스프링 프로브를 사용한 테스트 소켓을 적용하여 고주파수용 반도체 소자를 테스트 할 경우에는 스프링을 따라 흐르는 전류를 원천 차단하거나 프로브 핀 내부의 도전 경로를 프로브 몸체(barrel) 길이만큼 단축해서 전기적 특성을 개선할 필요가 있었다. 또한, 고주파수 테스트 시 노이즈와 크로스토크가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존 스프링 프로브 방식 대비 반도체 소자와 테스트 기판 간의 도전 경로를 최소화 또는 단순화하여 반도체 소자 패키지의 테스트시 개선된 전기적 특성을 제공하는 반도체 테스트 소켓을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 기존 스프링 프로브 방식 대비 반도체 소자의 접촉 단자와 접촉시 접촉 효율을 최대화 하고 접촉 충격을 최소화 할 수 있는 변형 스프링 프로브를 사용한 반도체 테스트 소켓을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고주파수용 반도체 소자 테스트시 노이즈와 크로스 토크를 최소화할 수 있는 고주파수 테스트에 적합한 반도체 테스트 소켓을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 도전체와 접지판 사이를 절연하려는 목적으로 사용되는 비도전성을 가지는 소켓 몸체, 상기 소켓 몸체에 구비되며 반도체 소자의 리드단자와 테스트 기판의 테스트단자 사이에 전기적 흐름이 가능하도록 도전 경로를 형성하며 탄성체가 내장 되는 도전경로형성부, 및 상기 도전경로형성부의 외곽을 감싸고, 외부로부터의 전자기파의 영향을 차폐하기 위한 차폐부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도전경로형성부는 상기 소켓 몸체에 삽입되는 도전체, 상기 도전체의 상부에 구비되며 상기 리드단자와 전기적으로 접촉하는 제 1 접촉부, 상기 제 1 접촉부와 대응되도록 상기 도전체의 하부에 구비되며 상기 테스트단자와 전기적으로 접촉하는 제 2 접촉부, 및 상기 도전체의 내부에 구비되며 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부를 탄성 지지하는 상기 탄성체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄성체는 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 배치되는 봉 형상의 실리콘 고무인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부는 상기 탄성체와 대향되는 면에 요홈이 각각 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부는 상기 리드단자와 상기 테스트단자와 접촉되는 면이 첨단으로 각각 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 접촉부는 첨단 또는 기존 스프링 프로브의 다양한 플런져 형상들과 동일하거나 접촉 표면의 도전 박막 부착, 도금 등을 통해 접촉 면적이 넓고 반도체 소자의 접촉 단자에 데미지를 최소화 할 수 있는 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 도전체와 상기 탄성체의 사이에는 전기적으로 부도체의 성질을 가진 탄성체가 충진되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차폐부는 상기 도전체에 대하여 수직하게 배치되도록 상기 소켓 몸체에 삽입되는 접지판인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 반도체 테스트 소켓은, 상기 제 1 및 제 2 접촉부가 노출되도록 상기 소켓 몸체의 상부 및 하부를 덮는 소켓 커버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 상기 탄성체가 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 다수 개 배치되는 구 형상의 실리콘 고무인 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 상기 탄성체가 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 배치되는 Ni-Ti계 또는 Fe계 초탄성합금 재질의 금속선재 또는 금속판재인 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 상기 탄성체가 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 배치되는 금속선재 또는 금속판재를 실리콘 고무가 둘러싼 형태가 되는 전선 형상이 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 상기 탄성체가 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 배치되는 금속선재 또는 금속판재에 실리콘 고무 볼이 끼워져 있는 형태가 되는 꼬치 형상이 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 6 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 상기 제 1 접촉부와 제 2 접촉부가 10~200 mm 정도의 높이 편차를 보이는 불균일한 거친 표면 형태가 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 7 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 상기 제 1 접촉부에 연성 금속(은/알루미늄/구리) 입자를 핵으로 하고 그 표면에 금도금을 한 5~10 mm 정도의 미세 금속 입자들과 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)의 혼합체에 파단신율이 300% 이상인 실리콘 고무를 섞어 40 mm 이하의 두께로 경화한 도전성 박막을 플런져 상단의 표면에 당구큐에 팁을 붙이는 것처럼 도전성 접착제를 사용하여 접착하는 형태로 구성하거나 도전성 다이아몬드 상 카본(Diamond-Like-Carbon, DLC) 필름을 도전성 접착제를 사용하여 접착하는 형태로 구성하고 제 2 접촉부가 제 6 실시예와 동일하게 10~200 mm 정도의 높이 편차를 보이는 불균일한 거친 표면 형태가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 8 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은, 상기 제 1 접촉부에 10~30 mm 정도의 연성 금속(은/알루미늄/구리) 입자를 플런져 상단 표면에 30 mm 이하의 두께로 도포한 뒤 그 표면을 도금하는 형태로 구성하고 제 2 접촉부가 제 6 실시예와 동일하게 10~200 mm 정도의 높이 편차를 보이는 불균일한 거친 표면 형태가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예 또는 제 5 실시예에 각각 상기 제 6 실시예, 제 7 실시예, 제 8 실시예의 상기 제 1 접촉부를 적용할 수도 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 반도체 테스트 소켓에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 스프링 프로브의 플런져와 몸체(barrel)를 제 1 도전경로로 사용하고 스프링을 대신하여 절연체인 실리콘 고무의 탄성력을 이용하여 기존의 스프링 프로브 방식에서 스프링을 따라 길게 흐르는 전기 경로를 제거하거나 자체 복원력을 갖는 형상 또는 고탄성의 도전성 금속선재 또는 금속판재를 제 2 도전경로로 사용함으로써, 전기 경로를 단순화할 수 있다. 따라서, 반도체 소자와 테스트 기판 간의 도전 경로를 최소화 또는 단순화하여 반도체 소자 패키지의 테스트시 개선된 전기적 특성을 나타내는 테스트 소켓을 제공할 수 있다.
둘째, 도전체의 접촉 부위를 형성하는 플런져의 상단 끝 부분의 접촉 부위를 불균일한 거칠기를 갖는 평면으로 처리하거나 금속 입자를 도포한 뒤 도금하여 요철을 형성함으로써 반도체 소자의 접촉 단자와의 접촉면을 넓히고 기존 형태의 날카로운 플런져 팁 형상에 의해 발생되는 볼 마크 등의 발생이 최소화 될 수 있는 테스트 소켓을 제공할 수 있고, 플런져의 상단 끝에 강도전성 필름이나 연성 금속 입자의 표면을 금도금한 미세 금속 입자와 탄소나노튜브 그리고 파단신율이 300% 이상인 실리콘 고무를 섞어 40 mm 이하의 두께로 경화한 도전성 박막을 플런져 상단 표면에 당구큐에 팁을 붙이는 형태로 접착하여 반도체 소자의 접촉 단자가 연질인 경우에 발생할 수 있는 볼마크 또는 볼데미지 등과 같은 현상의 발생이 최소화 될 수 있는 테스트 소켓을 제공할 수 있다.
셋째, 고주파 신호를 전달하는 도전체의 외곽에 접지판을 형성하여 도전체를 통해 전달되는 고주파 신호를 외부로부터 차폐함으로써, 고주파수용 반도체 소자 테스트시 노이즈와 크로스 토크를 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반도체 테스트 소켓을 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1에 나타낸 도전경로형성부의 사시도이며, 도 4는 도 1에 나타낸 접지판의 평면도이다.
도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(100)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(120), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
소켓 몸체(110)는 탄성 및 비도전성을 가지는 실리콘 고무로 구성될 수 있다.
소켓 몸체(110)에는 후술할 도전체(121)가 삽입되는 관통홀(111)이 상하방향으로 적어도 하나 형성된다. 예를 들어, 관통홀(111)은 원형, 다각형(미도시) 또는 타원형(미도시)의 단면을 가지며, 반도체 소자(10)의 리드단자(11)들과 대응되도록 다수 개로 형성될 수 있다.
도전경로형성부(120)는 소켓 몸체(110)에 구비되어 반도체 소자(10)의 리드단자(11)와 테스트 기판(20)의 테스트단자(21) 사이에 전기적 흐름이 가능하도록 도전 경로를 형성한다.
도전경로형성부(120)는 도전체(121), 제 1 접촉부(122), 제 2 접촉부(123) 및 탄성체(124) 등을 구비할 수 있다.
도전체(121)는 기존의 프로브 몸체(barrel) 형상으로 소켓 몸체(110)에 구비되며, 반도체 소자(10)의 전기적 특성 검사시 리드단자(11)와 테스트단자(21) 사이에 전기적 흐름이 가능하도록 도전 경로를 형성한다. 보다 상세하게는, 도전체(121)는 소켓 몸체(110)의 관통홀(111)에 삽입되어 상하방향으로 배치되며, 제 1 접촉부(122)와 제 2 접촉부(123)를 전기적으로 연결한다.
도전체(121)는 소켓 몸체(110)의 관통홀(111)과 대응되는 단면을 가지는 것 이 바람직하다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 도전체(121)는 소켓 몸체(110)의 원형 관통홀(111)과 대응되도록 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 바 없지만, 도전체(121)는 사각형 또는 타원형의 관통홀과 대응되도록 사각형 또는 타원형 등과 같은 다양한 단면을 가지는 봉 형태로 형성되는 기술적 구성이 가능하다.
도전체(121)는 상면과 하면에 후술할 제 1 접촉부(122)와 제 2 접촉부(123)가 각각 끼워져 결합되도록 홀(121a, 121b)이 형성되며, 후술할 탄성체(124)가 내장될 수 있도록 내부 공간(121c)이 마련된다.
제 1 접촉부(122)는 반도체 소자(10)의 전기적 특성 검사 시 리드단자(11)와 전기적으로 접촉되도록 도전체(121)의 상부에 구비된다. 보다 상세하게는, 제 1 접촉부(122)는 상단부가 리드단자(11)와 전기적으로 접촉되도록 후술할 상부 소켓 커버(141)의 홀(141a)을 통과하여 돌출되며, 하단부가 탄성체(124)의 상단부와 연결되도록 도전체(121)의 상면 홀(121a)에 끼워져 결합된다.
제 1 접촉부(122)는 도전체(121) 보다 작은 직경을 가지며, 탄성체(124) 보다 크거나 같은 직경을 갖는 봉 형상으로 형성될 수 있다.
제 1 접촉부(122)는 리드단자(11)와 접촉되는 부분이 도 3과 같이 첨단(122a) 또는 기존 스프링 프로브에서 사용되고 있는 다양한 플런져 형상들과 동일하게 형성되거나, 도 12 내지 14에 도시된 바와 같이 볼 데미지를 최소화하고 접촉면을 최대화할 수 있는 형상으로 형성되며, 탄성체(124)와 대향되는 면에 요홈(122b)이 형성될 수 있다.
제 2 접촉부(122)는 반도체 소자(10)의 전기적 특성 검사 시 테스트단자(21)와 전기적으로 접촉되도록 제 1 접촉부(122)와 상호 대응되도록 도전체(121)의 하부에 구비된다. 보다 상세하게는, 제 2 접촉부(122)는 상단부가 탄성체(124)의 하단부와 연결되도록 도전체(121)의 하면 홀(121b)에 끼워져 결합되며, 하단부가 테스트단자(21)와 전기적으로 접촉되도록 후술할 하부 소켓 커버(142)의 홀(142a)을 통과하여 돌출된다.
제 2 접촉부(123)는 도전체(121) 보다 작은 직경을 가지며, 탄성체(124) 보다 크거나 같은 직경을 갖는 봉 형상으로 형성될 수 있다.
제 2 접촉부(123)는 테스트단자(21)와 접촉되는 부분이 첨단(123a) 또는 기존 스프링 프로브의 다양한 플런져 형상들과 동일하게 형성되거나 도 12에 도시된 바와 같이 접촉면을 최대화할 수 있는 형상으로 형성되며, 탄성체(124)와 대향되는 면에 요홈(123b)이 형성될 수 있다.
탄성체(124)는 도전체(121)의 내경보다 작은 직경을 가지며, 도전체(121)의 내부에 길이 방향으로 배치되는 봉 형상으로 구비되어 제 1 접촉부(122)와 제 2 접촉부(123)를 탄성 지지한다.
탄성체(124)는 무정형의 이산화규소를 충전재로 사용하여 인장강도, 파단신율, 인열강도와 같은 기계적 특성을 개선한 실리콘 고무로 형성될 수 있다.
탄성체(124)는 제 1 및 제 2 접촉부(122, 123) 보다 작은 직경을 가지며, 양단이 제 1 및 제 2 접촉부(122, 123)에 형성된 요홈(122b, 123b)에 안착되도록 구비되는 것이 바람직하다.
도면에서는 도전체(121)와 탄성체(124) 사이를 빈 공간으로 남겨두는 구성을 예시하였으나, 도전체(121)와 탄성체(124)의 사이에 소정의 탄성을 가지며 전기적으로 부도체의 성질을 가진 탄성체(미도시)를 부분적으로 매립할 수도 있다.
차폐부(130)는 도전경로형성부(120), 보다 상세하게는 도전체(121)의 외곽을 감싸는 형상으로 소켓 몸체(110)에 구비된다. 차폐부(130)는 전기적으로 접지 처리되며, 도전체(121)에 대하여 외부로부터의 전자기파를 차단하는 역할을 수행한다. 즉, 전송선로인 도전체(121)의 외곽을 감싸는 구성을 통해, 외부로부터 전달되는 전자기파를 차폐한다. 상술한 바와 같이 고주파 신호를 전달하는 도전체(121)는 높은 주파수 대역에서 외부 전자기파에 매우 민감한 특성을 가진다. 즉, 높은 주파수의 테스트 신호가 인가되거나, 리드 단자(11)로부터 높은 주파수의 신호가 도전체(121)로 전달되는데, 차폐부(130)는 전자기파의 차폐를 통해 노이즈에 의한 외란을 최소화한다.
차폐부(130)는 도전체(121)에 대하여 수직하게 배치되도록 소켓 몸체(110)의 대략 중간부위에 수평방향으로 삽입되는 접지판(131)으로 구성될 수 있다.
접지판(131)은 서스(Steel Use stainless: SUS)나, 베릴륨-구리(BeCu) 같은 금속재질로 구성되는 것이 바람직하다.
접지판(131)에는 관통홀(111)과 대응하는 위치에 적어도 하나의 접지홀(131a)이 형성된다. QFN과 같은 형태의 반도체 소자일 경우에는 접지홀(131a)은 접지판(131)의 가장자리를 따라 대향면에 대하여 서로 대칭되게 다수 개로 형성될 수 있다. 접지홀(131a)은 관통홀(111)의 형상과 동일하게 원형, 다각형(미도시) 또 는 타원형(미도시)의 형상을 가지며, 관통홀(111)을 충분히 수용할 수 있도록 관통홀(111) 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
소켓 커버(140)는 반도체 테스트 소켓(100)의 외곽을 감싸도록 구비된다. 보다 상세하게는, 소켓 커버(140)는 소켓 몸체(110)의 상부면을 덮는 상부 소켓 커버(141)와, 소켓 몸체(110)의 하부면을 덮는 하부 소켓 커버(142)를 구비할 수 있다. 상부 및 하부 소켓 커버(141, 142)에는 제 1 및 제 2 접촉부(122, 124)가 관통하여 노출되도록 홀(141a, 142a)이 형성된다.
소켓 커버(140)는 톨론(Torlon) 또는 울템(Ultem) 등과 같은 엔지니어링 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓의 작동 상태를 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
본 발명의 반도체 테스트 소켓은 반도체 소자의 제조 공정이 끝난 후 고주파수용 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하는데 사용하게 된다
보다 상세하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체 테스트 소켓(100) 위에 반도체 소자(10)를 안착시키고 하방으로 약간 압력을 가하면 반도체 소자(10)의 리드단자(11)들이 소켓 몸체(110)의 상부에 형성된 제 1 접촉부(122)들과 각각 접촉하게 된다. 이때, 실리콘 고무로 구성된 소켓 몸체(110)는 도전체(121)와 접지판(130) 사이의 절연을 목적으로 사용된다.
제 1 접촉부(122)와 제 2 접촉부(123)는 소켓 몸체(110)의 관통홀(111)에 삽입된 도전체(121)를 통해 반도체 소자(10)의 리드단자(11)와 소켓 기판(20)의 테스트단자(21) 사이에 전기적 흐름이 가능하게 되어 고주파수용 반도체 소자의 전기적 특성을 검사할 수 있다. 이때, 도전체(121)의 내부에 무정형의 이산화규소를 충전재로 사용하여 기계적 강도가 보강된 실리콘 고무 봉 형태의 탄성 복합체(124)가 제 1 접촉부(122)와 제 2 접촉부(123)를 탄성 지지하게 된다. 따라서, 도전체(121)를 통해 도전 경로를 형성하고 기존의 스프링을 대신하여 소정의 탄성을 갖는 실리콘 고무 봉 형태의 탄성체(124)를 사용함으로써, 고주파수용 반도체 소자(10)와 소켓 기판(20) 간의 도전 경로를 최소화 또는 단순화하여 전기적 특성을 개선할 수 있다.
또한, 소켓 몸체(110)에 접지판(131)을 구비하고 각각의 신호라인 외부에 접지 처리하여 고주파수용 반도체 소자 테스트시 노이즈와 크로스 토크를 최소화할 수 있다. 즉, 고주파 신호를 전달하는 도전체(121)의 외곽에 접지판(131)을 형성하여 도전체(121)를 통해 전달되는 고주파 신호를 외부로부터 차폐함으로써, 전송선로가 외부로부터 받는 영향을 최소화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6에 나타낸 도전경로형성부의 사시도이다.
도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(200)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(220), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
본 발명의 제 2 실시예에서는, 도전경로형성부(220)의 탄성 복합체(224)를 구 형상의 실리콘 고무로 구성하는 것을 제외하고는 도 1 내지 5를 참조하여 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 1 실시예와 동일한 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
도전경로형성부(220)는 소켓 몸체(110)에 구비되어 반도체 소자(10)의 리드단자(11)와 테스트 기판(20)의 테스트단자(21) 사이에 전기적 흐름이 가능하도록 도전 경로를 형성한다.
도전경로형성부(220)는 도전체(221), 제 1 접촉부(222), 제 2 접촉부(223) 및 탄성체(224) 등을 구비할 수 있다. 여기서, 도전체(221), 제 1 접촉부(222), 제 2 접촉부(223)는 제 1 실시예와 동일하다.
탄성체(224)는 구 형상으로 형성되며, 도전체(221)의 내부에 길이 방향으로 다수 개가 적어도 하나의 열로 배치되어 제 1 접촉부(222)와 제 2 접촉부(223)를 탄성 지지한다.
탄성체(224)는 무정형의 이산화규소를 충전재로 사용하여 인장강도, 파단신율, 인열강도와 같은 기계적 특성을 개선한 실리콘 고무로 형성될 수 있으며, 표면이 코팅처리되는 것이 바람직하다.
탄성체(224)는 제 1 및 제 2 접촉부(222, 223) 보다 작은 직경을 가지며, 상하 최외곽에 위치한 부위가 제 1 및 제 2 접촉부(222, 223)에 형성된 요홈(222b, 223b)에 안착되도록 구비되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도 시한 단면도이고, 도 9는 도 8에 나타낸 도전경로형성부의 사시도이다.
도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(300)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(320), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
본 발명의 제 3 실시예에서는, 도전경로형성부(320)의 탄성체(324)를 탄성을 갖는 금속선재 또는 금속판재로 구성하는 것을 제외하고는 도 1 내지 5를 참조하여 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 1 실시 예와 동일한 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
도전경로형성부(320)는 소켓 몸체(110)에 구비되어 반도체 소자(10)의 리드단자(11)와 테스트 기판(20)의 테스트단자(21) 사이에 전기적 흐름이 가능하도록 도전 경로를 형성한다.
도전경로형성부(320)는 도전체(321), 제 1 접촉부(322), 제 2 접촉부(323) 및 탄성체(324) 등을 구비할 수 있다. 여기서, 도전체(321), 제 1 접촉부(322), 제 2 접촉부(323)는 제 1 실시예와 동일하다.
탄성체(324)는 도전체(321)의 내부에 길이방향으로 배치되는 적어도 하나의 금속선재 또는 금속판재(이하, 참조부호 '324'로 설명함)로 구성되며, 제 1 접촉부(322)와 제 2 접촉부(323)를 탄성 지지한다.
탄성체(324)는 자체 탄성 및 복원력이 충분한 금속선재(324)로 형성될 수 있으며, 표면이 탄소나노튜브로 도금 처리되는 것이 바람직하다. 금속 선재 또는 금속 판재의 재질은 Ni-Ti계 또는 Fe계 초탄성합금이 바람직하다.
탄성체(324)는 제 1 및 제 2 접촉부(322, 323) 보다 작은 직경을 가지며, 양단이 제 1 및 제 2 접촉부(322, 323)에 형성된 요홈(322b, 323b)에 안착되도록 구비되는 것이 바람직하다.
도면에서는 도전체(321)와 탄성체(324) 사이를 빈 공간으로 남겨두는 구성을 예시하였으나, 도전체(321)와 탄성체(324)의 사이에 소정의 탄성을 가지며 전기적으로 부도체의 성질을 가진 탄성체(미도시)를 부분적으로 매립할 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓은 제 1 접촉부(322)와 제 2 접촉부(323)가 도전체(321) 및 금속선재 또는 금속판재(324)를 통해 반도체 소자(10)의 리드단자(11)와 소켓 기판(20)의 테스트단자(21) 사이에 전기적 흐름이 가능하게 되어 고주파수용 반도체 소자의 전기적 특성을 검사할 수 있다. 이때, 도전체(321)의 내부에 소정의 탄성 및 도전성을 가진 초탄성합금 재질의 금속선재 또는 금속판재로 형성된 탄성체(324)가 제 1 접촉부(322)와 제 2 접촉부(323)를 탄성 지지하게 된다. 따라서, 도전체(321)를 통해 도전 경로를 형성하고 기존의 스프링을 대신하여 소정의 탄성을 갖는 탄성체(324)를 사용함으로써, 고주파수용 반도체 소자(10)와 소켓 기판(20) 간의 도전 경로를 최소화하여 전기적 특성을 개선할 수 있다.
또한, 소켓 몸체(110)에 접지판(131)을 구비하고 각각의 신호라인 외부에 접지 처리하여 고주파수용 반도체 소자 테스트시 노이즈와 크로스 토크를 최소화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도 시한 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(400)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(420), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
본 발명의 제 4 실시예에서는, 도전경로형성부(420)의 탄성체(424)를 도전체(421)의 내부에 길이 방향으로 배치되는 봉 형상의 실리콘 고무(425)의 중심선으로 금속선재 또는 금속판재를 포함해서 구성하는 것을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예와 제 3 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 1 실시예 및 제 3 실시예와 동일한 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(400)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(520), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
본 발명의 제 5 실시예에서는, 도전경로형성부(520)의 탄성체(524)를 도전체(521)의 내부에 길이 방향으로 다수개 배치되는 구 형상의 실리콘 고무(525)의 중심선으로 금속선재 또는 금속판재를 포함해서 구성하는 것을 제외하고는 본 발명의 제 2 실시예와 제 3 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 2 실시예 및 제 3 실시예와 동일한 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도 시한 단면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(400)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(620), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
본 발명의 제 6 실시예에서는, 제 1 접촉부(622)의 상단과 제 2 접촉부(623)의 하단의 플런져 부분의 접촉 부위들을 평평하게 만들고 그 표면을 10~200 mm 정도로 불균일면(622a)으로 처리하여 첨단이나 크라운 형태인 기존 스프링 프로브의 플런져 팁 형상 대비 접촉면적이 크게 구성된다는 것을 제외하고는 본 발명의 제 4 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 4 실시예와 동일한 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 13은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(400)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(720), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
본 발명의 제 7 실시예에서는, 제 1 접촉부(722)의 상단 플런져 부분의 접촉 부위를 평평하게 만들고 연성 금속입자를 핵으로 하고 그 표면에 금도금을 입힌 5~10 mm 정도의 미세 금속입자들과 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)의 혼합체에 파단신율 300% 이상을 보이는 실리콘 고무를 섞어 40 mm 이하의 두께로 경화한 도전 박막(722a)을 도전성 접착제로 접착하거나 도전성 다이아몬드상 카 본(Diamond-Like Carbon, DLC) 필름을 도전성 접착제로 접착하여 첨단이나 크라운 형태인 기존 스프링 프로브의 플런져 팁 형상 대비 접촉면적이 크고 반도체 소자의 접촉 단자에 볼 데미지를 최소화 할 수 있는 형태로 구성된다는 것을 제외하고는 본 발명의 제 4 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 4 실시예와 동일한 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 14는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓(400)은 소켓 몸체(110), 도전경로형성부(820), 차폐부(130) 및 소켓 커버(140) 등을 포함한다.
본 발명의 제 8 실시예에서는, 제 1 접촉부(822)의 상단 플런져 부분의 접촉 부위를 평평하게 만들고 10~30 mm 정도의 연성 금속입자(822a)를 플런져 상단 표면에 30 mm 이하의 두께로 도포한 뒤 그 표면을 금도금(822b) 처리하여 첨단이나 크라운 형태인 기존 스프링 프로브의 플런져 팁 형상 대비 접촉면적이 큰 형태로 구성된다는 것을 제외하고는 본 발명의 제 4 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 제 4 실시예와 동일한 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예 또는 제 5 실시예에 각각 상기 제 6 실시예, 제 7 실시예, 제 8 실시예를 적용하여 다양한 응용이 가능할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 도전경로형성부의 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 접지판의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 도전경로형성부의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 도전경로형성부의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 반도체 테스트 소켓을 개략적으로 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100,200,300,400,500,600,700,800 : 반도체 테스트 소켓
110 : 소켓 몸체
120,220,320,420,520,620,720,820 : 도전경로형성부
121,221,321,421,521,621,721,821 : 도전체
122,222,322,422,522,622,722,822 : 제 1 접촉부
123,223,323,423,523,623,723,823 : 제 2 접촉부
124,224,324,424,524,624,724,824 : 탄성체
130 : 차폐부
131 : 접지판
140 : 소켓 커버
141 : 상부 소켓 커버
142 : 하부 소켓 커버

Claims (14)

  1. 도전체와 접지판 사이의 절연목적으로 사용되는 비도전성을 가지는 소켓 몸체;
    상기 소켓 몸체에 구비되며, 반도체 소자의 리드단자와 테스트 기판의 테스트단자 사이에 전기적 흐름이 가능하도록 도전 경로를 형성하며, 비도전성 또는 도전성 탄성체가 내장되는 도전경로형성부; 및
    상기 도전경로형성부의 외곽을 감싸고, 외부로부터의 전자기파의 영향을 차폐하기 위한 차폐부를 포함하는 반도체 테스트 소켓.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전경로형성부는,
    상기 소켓 몸체에 삽입되는 도전체;
    상기 도전체의 상부에 구비되며, 상기 리드단자와 전기적으로 접촉하는 제 1 접촉부;
    상기 제 1 접촉부와 대응되도록 상기 도전체의 하부에 구비되며, 상기 테스트단자와 전기적으로 접촉하는 제 2 접촉부; 및
    상기 도전체의 내부에 구비되며, 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부를 탄성 지지하는 상기 탄성체를 포함하는 반도체 테스트 소켓.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 배치되는 봉 형상의 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 다수 개 배치되는 구 형상의 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 배치되는 Ni-Ti계 또는 Fe계 초탄성합금 재질의 금속선재 또는 금속판재인 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 배치되는 봉 형상의 실리콘 고무의 중심선으로 금속선재 또는 금속판재가 포함된 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 도전체의 내부에 길이방향으로 다수 개 배치되는 구 형상의 실리콘 고무의 중심선으로 금속선재 또는 금속판재가 포함된 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부는 상기 리드단자 및 테스트단자와 접촉하는 면을 10~200 mm 정도로 불균일하게 거친 평면으로 처리한 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 접촉부는 상기 리드단자와 접촉하는 면에 금도금을 한 연성 금속입자와 탄소나노튜브의 혼합체에 실리콘 고무를 섞어 40 mm 이하의 두께로 경화한 도전성 박막을 접착하거나 도전성 다이아몬드 상 카본 필름을 접착한 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 접촉부는 상기 리드단자와 접촉하는 면에 연성 금속입자를 30 mm 이하의 두께로 도포한 뒤 그 표면을 도금 처리한 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  11. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부는 상기 탄성체와 대향되는 면에 요홈 이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 도전체와 상기 탄성체의 사이에는 전기적으로 부도체의 성질을 가진 탄성체가 부분적으로 충진되는 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 도전체에 대하여 수직하게 배치되도록 상기 소켓 몸체에 삽입되는 접지판인 것을 특징으로 하는 반도체 테스트 소켓.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 접촉부가 노출되도록 상기 소켓 몸체의 상부 및 하부를 덮는 소켓 커버를 더 포함하는 반도체 테스트 소켓.
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