KR20110049891A - 신호 및 전력 접촉 어레이를 갖는 패키지를 구비하는 집적회로를 테스트하기 위한 테스트 접촉 시스템 - Google Patents

신호 및 전력 접촉 어레이를 갖는 패키지를 구비하는 집적회로를 테스트하기 위한 테스트 접촉 시스템 Download PDF

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제프리 씨. 셰리
패트릭 제이. 알라디오
러셀 에프. 오버그
브라이언 와윅
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존스테크 인터내셔널
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Abstract

테스트 중인 장치(130)상의 터미널(131)과 로드 보드(160) 상의 접촉 패드(161)들 간의 복수의 임시의 기계적 및 전기적 연결을 형성함으로써 테스트 중인 장치(130)를 전기적으로 테스트하기 위한 테스트 설비(120)가 기술된다.
상기 테스트 설비(120)는 비아(151)들을 포함하는 교체가능한 멤브레인(150)을 가지며, 각 비아(151)는 테스트 중인 장치(130) 상의 터미널과 로드 보드(160) 상의 접촉 패드(161)와 관련이 있다.
몇몇 경우에서, 각 비아(151)는 상기 터미널(131)과 상기 접촉 패드(161) 사이에서 전류를 전도하기 위한 전기 전도성 월을 가진다.
몇몇 경우에서, 각 비아(151)는 상기 테스트 중인 장치(130)이 상기 테스트 설비(120)과 함께 맞물릴(engaged) 때 상기 터미널(131)로 기계적인 저항력을 제공하는 스프링(152)를 포함한다.

Description

신호 및 전력 접촉 어레이를 갖는 패키지를 구비하는 집적회로를 테스트하기 위한 테스트 접촉 시스템 {Test Contact System For Testing Integrated Circuits With Packages Having An Array Of Signal And Power Contacts}
본 발명은 마이크로회로를 테스트하기 위한 장비(equipment)에 관한 것이다.
본 발명은 마이크로회로들의 테스트를 위한 장비의 개선에 관한 것이다.
켈빈(Kelvin) 테스팅은 각 마이크로회로 터미널이 2개의 테스트 접촉들에 접촉하는 절차와 관련이 있다. 테스트 순서의 첫번째 부분은 2개의 테스트 접촉들간의 저항을 측정한다. 만약, 이 값이 높으면 2개의 테스트 접촉들중 하나 또는 2개 모두가 마이크로회로 터미널로의 양호한 전기적 접촉을 만들지 않는다. 이러한 경계면에서 만약 높은 저항의 가능성이 마이크로회로 성능의 실제 테스팅의 정확성에 영향을 미친다면, 이러한 문제는 테스팅 프로토콜(protocol)의 규정(provisions)에 따라 대처할(addressed) 수 있다.
설치전에 종종 테스트되는 특정 타입의 마이크로회로는 종종 통상 볼 그리드 어레이(BGA, Ball Grid Array) 터미널 정렬(arrangement)로 불려지는 것을 갖는 패키지 또는 하우징을 갖는다. 도 1 및 2는 BGA 패키지 타입의 마이크로회로(10)의 일 예를 도시한다. 이러한 패키지는 바람직하게는 한 면이 5mm 에서 40mm의 크기범위와 1mm 두께를 갖는 평면의 사각 블록 형태를 갖는다.
도 1은 실제 회로를 구비한 하우징(13)을 갖는 마이크로회로(10)을 도시한다. 신호 및 전력(S&P, Signal and Power) 터미널(20)은 하우징(13)의 2개의 큰 평면들 중 하나, 즉 표면(14)상에 위치한다. 신호 및 파워 터미널(20)은 표면(14) 상의 돌출부(16)를 감싸고 있다. 통상적으로, 터미널(20)은 도 1에 도시된 바와 같은 영역의 일부분이 아니라, 표면(14) 테두리들(edges)과 스페이서(16) 사이의 대부분의 영역을 차지한다. 몇몇 경우에서, 스페이서(16)은 캡슐에 보호된 칩(encapsulated chip) 또는 그라운드 패드(ground pad)일 수 있다는 것은 인지되어야 한다.
도 2는 테두리에서 표면(14)에 나타난 바와 같이 터미널(20)의 확대된 측면도 또는 입면도를 나타낸다. 터미널들(20)각각은 작고 대략 구형의 땜납 볼(본 명세서에서는 “볼 그리드 어셈블리”로 언급됨)을 포함하고, 이 땜납 볼은 내부 회로 관통표면(14)로부터 납(lead)에 단단하게 부착되어 있다. 도 2는 상기 스페이서(16)보다 상기 표면(14)로부터 더 멀리 돌출된 상기 터미널들(20)과 함께 표면(14)로부터 더 작은 거리로 돌출한 각 터미널(20) 및 스페이서(16)을 도시한다. 조립(어셈블리)동안 모든 터미널들(20)은 동시에 납땜되고, 회로모드 상에 이미 형성되어 적절하게 위치되어 있는 컨덕터들에 부착된다.
터미널(20)들은 서로 상당히 가깝다. 몇몇 중심선의 간격은 0.5mm이며, 공간이 넓은 터미널(20)들도 1.5mm정도이다. 인접하는 터미널들(20)의 간격은 종종 “피치(pitch)” 로 불려진다.
본 발명은 신호 및 전력 접촉의 어레이를 갖고, 접촉상의 잔해 문제를 완화시키는 패키지를 구비하는 집적회로를 테스트하는 테스트 콘텍트 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 사전설정된 패턴을 갖는 다수의 마이크로회로 터미널들과 함께 임시의 전기적 접촉을 만드는 테스트 용기이며, 실질적으로 사전 설정된 복수의 마이크로회로 터미널들의 패턴 내에 배열된 복수의 테스트 접촉 소자들을 포함하는 테스트 접촉 소자 어레이(상기 대다수의 각 테스트 접촉 소자는 외팔보(cantilevered beam)로서 절연 멤브레인으로부터 돌출된 탄성 핑거를 포함하고, 대다수의 대응되는 마이크로회로 터미널과의 접촉을 위한 전도성 접촉 패드의 경계면을 갖는다) ; 복수의 마이크로회로 터미널들의 실질적으로 사전 설정된 패턴 내에 배열된 복수의 접촉 비아(대다수의 각 접촉 비아는 테스트 접촉 소자들 중 하나와 함께 정렬된다); 상기 복수의 접촉 비아를 지지하는 경계면 멤브레인을 포함하고, 최소한 하나의 연결 비아(83~85)는 개방된 말단을 갖는 컵 형상이고, 컵 형상의 비아(83~85)는 개방된 말단과 함께 대응되는 테스트 접촉 소자(element )(56~58)와 접촉한다.
본 발명의 다른 실시예는 복수의 터미널들을 갖는 테스트 중인 장치들과 복수의 연결 패드들을 갖는 로드 보드들 간의 복수의 임시적인 기계적 및 전기적 연결을 형성하기 위한 테스트 설비(fixture)이고, 상기 터미널들과 연결 패드들은 1 대 1 대응을 하며, 상기 로드 보드와 일반적으로 평행하고 인접하게 배치된 교체가능한 경계면(interface) 멤브레인(상기 경계면 멤브레인은 상기 로드 보드의 복수의 연결 패드들과 1 대 1 대응을 하는 복수의 비아들을 포함하고, 베이스를 갖는 컵 형상으로 이루어진 각각의 비아는 상기 로드 보드 상의 대응되는 연결 패드 및 상기 로드 보드의 반대쪽으로 연장된 림(rim)과 인접하고); 및 상기 경계면 멤브레인과 일반적으로 평행하고 인접하게 배치된 교체 가능한 접촉 멤브레인(상기 경계면 멤브레인은 상기 로드 보드와 상기 접촉 멤브레인 사이에 존재하고, 상기 접촉 멤브레인은 상기 경계면 멤브레인을 향하는 복수의 연결 패드들을 포함하고, 상기 경계면 멤브레인 상의 각 비아는 상기 접촉 멤브레인 상의 하나 이상의 연결 패드와 대응되고, 상기 접촉 멤브레인은 상기 경계면 멤브레인의 반대방향을 향하는 복수의 접촉 패드들을 포함하고, 복수 중의 각 접촉 패드는 하나 이상의 연결 패드들과 영구적으로 전기적 연결을 하고, 상기 경계면 상의 각 비아는 접촉 멤브레인 상의 하나 이상의 접촉 패드와 대응되고)를 포함하고, 특정한 비아와 대응하는 각 접촉 패드는 특정한 비아와 대응하는 테스트 중인 장치 상의 터미널을 기계적으로 그리고 전기적으로 수신하도록 구성되고, 테스트 중인 장치가 테스트 설비에 부착될 때, 상기 경계면 멤브레인은 로드 보드와 접촉하고, 상기 접촉 멤브레인은 상기 경계면 멤브레인과 접촉하며, 테스트 중인 장치 상의 복수의 터미널들은 상기 로드 보드 상의 복수의 연결 패드들과 1 대 1 대응으로 전기적으로 연결된다.
본 발명의 다른 실시예는 테스트 중인 장치와 로드 보드 간의 복수의 임시적인 기계 및 전기적 연결을 형성하는 테스트 설비이며, 상기 로드 보드와 기계적 및 전기적 접촉을 하는 멤브레인; 상기 멤브레인 내에 배치된 복수의 비아들(복수 중의 각 비아는 테스트 중인 장치 상의 터미널과 로드 보드 상의 접촉 패드와 관련되고, 복수 중의 각 비아는 상기 터미널과 상기 접촉 패드 간의 전류를 전도하기 위한 전기적 전도성 월을 가지며); 및 복수의 비아들 내에 1 대 1 대응으로 배치되는 복수의 스프링들을 포함하고, 복수 중의 각 스프링은 테스트 중인 장치가 상기 테스트 설비와 함께 맞물릴(engaged) 때 상기 터미널로 기계적 저항력을 제공한다
본 발명의 또다른 실시예는 테스트 중인 장치와 로드 보드 간의 임시적 기계 및 전기적 연결을 형성하가 위한 테스트 설비이며, 상기 로드 보드와 기계적 및 전기적 연결하기 위한 멤브레인; 상기 멤브레인 내에 배치된 복수의 비아들(복수 중의 각 비아는 상기 테스트 중인 장치상의 터미널과 상기 로드 보드 상의 접촉 패드와 관련되고); 복수의 비아들 내에 1 대 1 대응으로 배치되는 복수의 스프링들(복수 중의 각 스프링은 테스트 중인 장치가 상기 테스트 설비와 함께 맞물릴(engaged) 때 상기 터미널로 기계적 저항력을 제공하고); 및 한쌍의 말단이 개방된 튜브들을 포함하고, 한 튜브의 개방된 말단은 다른 튜브의 개방된 말단 내에 꼭 맞고(fitting), 상기 튜브들은 서로에 관하여 세로로 슬라이드 가능하도록 이루어지며, 상기 튜브들은 상기 스프링을 둘러싸고, 하우징 기능을 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 테스트 중인 장치와 로드 보드 간의 임시적 기계 및 전기적 연결을 형성하가 위한 테스트 설비이며, 상기 로드 보드와 기계적 및 전기적 연결하기 위한 멤브레인; 상기 멤브레인 내에 배치된 복수의 비아들(복수 중의 각 비아는 상기 테스트 중인 장치상의 터미널과 상기 로드 보드 상의 접촉 패드와 관련되고); 복수의 비아들 내에 1 대 1 대응으로 배치되는 복수의 스프링들(복수 중의 각 스프링은 테스트 중인 장치가 상기 테스트 설비와 함께 맞물릴(engaged) 때 상기 터미널로 기계적 저항력을 제공하고); 및 상기 터미널과 상기 접촉 패드 간에 전류를 전도하기 위한 전기 전도성 리본을 포함하고, 상기 리본은 상기 스프링과 섞인 하나 이상의 가지를 포함하고, 상기 스프링의 제 1 세로단을 상기 제 1 세로단의 반대쪽의 제 2 세로단과 전기적으로 연결한다.
몇몇 적용에서의 상기 접속 비아(connection vias) 테스트 용기(receptacle)는 개방된 말단을 갖는 컵 형상을 가지며, 상기 개방된 말단을 갖는 컵 형상을 통하여(via) 상기 정렬된 테스트 접촉 소자와 접촉한다. 그러므로, 테스트 장비로부터 테스트 중인 장치를 로딩 및 언로딩하는 것으로부터 야기되는 잔해는 컵 형상의 비아가 잔해를 둘러싸는 테스트 접촉 소자들을 통하여 떨어질 수 있다.
접촉 및 경계면 멤브레인들은 로드 보드를 포함하는 테스트 용기의 일부로서 사용될 수 있다. 로드 보드는 테스트 접촉 소자에 소정의 패턴으로 형성된 다수의 연결 패드를 갖는다. 로드 보드는 경계면 멤브레인을 지지하는데, 로드 보드 상의 각 접속 패드는 접속 비아중의 하나와 일치하도록 정렬되어 그 비아와 그 잔해를 가둬둔다.
상기 장치의 구조는 테스팅 중에 매우 좋은 전기적 접촉을 제공함과 동시에, 회로기판과 접하는 말단 보다는 볼 터미널의 측면에서 와이핑 기능(wiping function)을 제공할 수 있다. 상기 와이핑 기능은 종종 터미널들 상에 존재하는 어떠한 산화 레이어를 뚫고 나아간다(breaks through). 각각의 테스트 접촉은 경계면의 중심에 홀을 가지고, 상기 터미널의 말단은 테스팅 동안 마킹되지 않는다. 이것은 특히 두꺼운 산화 레이어들을 생성하는 경향이 있는 납이 첨가되지 않은(lead?free) 터미널들에게 유용하다. 상기 테스트 접촉 소자들을 상기 로드 보드로 연결하는 비아들은 동일평면상(coplanar)의 터미널들을 갖지 않는 마이크로 회로 패키지들을 고려하도록 하기 위하여, 그리고 추가적인 Z 축 컴플라이언스를 제공하도록 하기 위하여 스프링들과 함께 수정될 수 있다.
도 1은 터미널 어레이를 나타내는 BGA 마이크로회로를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 BGA 마이크로 회로의 확대된 입면도를 나타낸다.
도 3은 테스트를 위하여 DDT를 수신하는 DDT 웰을 가진 테스트 장치의 개략도이다.
도 4는 도 3의 테스트 장치의 측단면 입면도이다.
도 5는 테스트 접촉 어레이의 한 부분을 실질적으로 확대한 상부 입면도이다
도 6은 분해 조립도에 표시된(exploded) 상태의 테스트 접촉 어레이의 측단면도이다.
도 7은 조립된 상태의 테스트 접촉 어레이의 측단면도이다.
도 8은 테스트 접촉상의 테스트 포지션 내의 볼 터미널들과 함께 테스트 접촉 어레이를 나타내는 측단면도이다.
도 9는 단일 테스트 접촉의 다른 확대된 상부 입면도이며, 바람직한 실시예의 추가적인 특징들을 나타낸다.
도 10은 테스트 접촉 어레이의 투시도이다.
도 11은 완전한, 상업적으로 사용가능한 정렬 특징을 포함하는 경계면 멤브레인을 나타내는 상부 입면도이다.
도 12는 완전한, 상업적으로 사용가능한 정렬 특징을 포함하는 접촉 멤브레인을 나타내는 상부 입면도이다.
도 13은 완전한, 상업적으로 사용가능한 정렬 특징을 포함하는 스페이서 멤브레인을 나타내는 상부 입면도이다.
도 14는 장치의 프레젠테이션 높이를 제어하기 위하여 스페이서 멤브레인을 사용하는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 투시도이다.
도 15는 테스트 접촉 핑거들을 스프링 바이어스하는(biasing) 위치를 나타내는 테스트 접촉의 상부 입면도이다.
도 16은 테스트 설비와 함께 아직 맞물리지(engaged) 않은 테스트 중인 장치와 함께, 각 비아의 내부에 있는 단일 코일 스프링을 갖는 테스트 설비를 나타내는 측면도이다.
도 17은 테스트 설비와 함께 맞물린 테스트 중인 장치와 함께, 상기 도 16의 테스트 설비를 나타내는 측면도이다.
도 18은 289 포지션 베이스 모듈에서 유래된 64-포지션 모듈의 설계도면이다.
도 19는 전체 289 포지션 모듈의 설계도면이다.
도 20은 테스트중인 장치가 테스트 설비로부터 떨어진 압축되지 않은 상태에서의 스프링 메커니즘의 단면도이다.
도 21은 상기 도 20의 테스트중인 장치가 테스트 설비와 완전히 맞물린 압축된 상태에서의 스프링 메커니즘의 단면도이다.
도 22는 압축되지 않은 상태의 스프링 메커니즘을 나타내는 측면도이다.
도 23은 도 22의 스프링 메커니즘의 압축된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 24는 도 22 및 23의 스프링 메커니즘의 평면도를 나타낸다.
도 25는 스프링을 비아 월(via wall)의 마루(ridge)에 고정시키도록 하기 위하여 스프링의 확장된 회전을 사용하는 스프링 메커니즘의 측면도를 나타낸다.
도 26은 리본 컨덕터가 스프링 메커니즘(260)의 상부 및 하부에서 스프링으로부터 떨어진 상태로 굽혀지는 압축되지 않은 상태의 스프링 메커니즘의 측면도를 나타낸다.
도 27은 리본 컨덕터의 말단이 스프링의 상부 코일의 내부로부터 바깥쪽으로 연장되는 스프링 메커니즘의 측면도를 나타낸다.
도 28은 리본 컨덕터의 말단이 스프링의 상부 코일의 바깥쪽으로부터 내부로 연장되는 스프링 메커니즘의 측면도를 나타낸다.
도 29는 리프 스프링 메커니즘의 측면도를 나타낸다.
도 30은 테스트중인 장치(미도시)들을 마주하는 접촉 패드상에 짜여진(textured) 표면을 갖는 테스트 설비의 부분을 나타내는 측면도이다.
도 31은 도 30의 접촉 패드의 상부를 나타낸다.
도 32는 사각형의 특징들과 함께 짜여진 표면을 갖는 접촉 패드의 상부를 나타낸다.
도 33은 동심원의 특성들과 함께 짜여진 표면을 갖는 접촉 패드의 상부를 나타낸다
도 34는 비스듬히 이루어진 접촉 패드를 포함하는 전형적인 테스트 설비의 측면을 나타낸다.
도 35는 비스듬히 이루어진 접촉 패드를 포함하는 다른 전형적인 테스트 설비의 측면을 나타낸다.
도 36은 압축되지 않은 상태의 스프링 메커니즘을 나타내는 측면도이다.
도 37은 압축된 상태에서 도 36의 스프링 메커니즘을 나타내는 측면도이다.
도 38은 도 36 및 37의 리본 컨덕터를 나타내는 상면도이다.
도 39는 한쌍의 넣어진(nested), 열린(opened) 튜브들 및 엘라스토머 물질을 사용하는 스프링 메커니즘의 단면도이다.
마이크로회로 터미널과 함께 임시적 전기 접촉을 만드는 테스트 접촉 소자(element)는 부도체 접촉 멤브레인으로부터 외팔보(cantilevered beam) 로서 돌출된 하나 이상의 탄성 핑거를 포함한다. 상기 핑거는 경계면상에 마이크로회로 터미널과의 접촉을 위한 전도성 접촉 패드를 갖는다.
바람직하게는 상기 테스트 접촉 소자는 유용하게 파이 형태의 배열을 가질 수 있는 복수의 핑거들을 갖는다. 이러한 배열에서, 각각의 핑거들은 각각의 핑거를 테스트 접촉 소자를 형성하는 복수의 핑거의 모든 다른 핑거로부터 기계적으로 분리하는 멤브레인 내의 두개의 방사상(radially)으로 지향된 슬롯들에 의하여 최소한의 부분으로 정의된다.
복수의 테스트 접촉 소자들은 사전 설정된 패턴으로 배열된 테스트 접촉 소자들을 포함하는 테스트 접촉 소자 어레이를 형성할 수 있다. 복수의 연결 비아들은 테스트 접촉 소자들 중 하나와 함께 배열된 각각의 상기 연결 비아들과 함께 실질적으로 사전 설정된 테스트 접촉 소자들의 패턴으로 배열된다. 바람직하게는, 경계면 멤브레인은 사전설정된 패턴 내의 복수의 연결 비아를 지지한다. 많은 비아들은 수명을 증가시키기 위하여 장치 접촉 영역과 떨어져 파이 조각들(pie pieces) 내로 끼워넣어질(embedded) 수 있다. 핑거들을 분리하는 살(Slat)들은 I-빔(I-beam)을 생성하기 위하여 도금될(plated) 수 있다. 따라서, 핑거들이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 수명을 증가시킬 수 있다.
상기 연결 비아들은 정렬된 테스트 접촉 소자와 접촉하는 컵 형상 비아의 개방된 말단(open end)와 함께 개방된 말단을 갖는 컵 형상을 가질 수 있다. 테스트 장치로부터 DUT들의 로딩 및 언로딩으로부터 야기된 잔해는 컵 형상의 비아가 잔해를 가두는(impound) 테스트 접촉 소자들을 통하여 떨어질 수 있다.
상기 접촉 및 경계면 멤브레인들은 로드 보드를 포함하는 테스트 용기(receptacle)의 일부분으로서 사용될 수 있다. 상기 로드 보드는 테스트 접촉 소자들의 실질적으로 사전 설정된 패턴내의 복수의 연결 패드를 갖는다. 상기 로드 보드는 연결 비아들 중 하나와 함께 실질적으로 배열되고 전기적 접촉을 하는 로드 보드 상에서 각각의 연결 패드들과 함께 경계면 멤브레인을 지지한다.
이 장치는 매우 얇은 비 전도성 절연체(insulator)에 부착하는 보존(retention) 특성들을 갖는 매우 얇은 전도성 판을 사용한다. 상기 장치의 금속 부분은 접촉하는 I/O와 로드 보드간에 다수의 접촉 점들 또는 경로를 제공한다. 이것은 도금된 비아 홀 하우징 또는 도금된 관통 홀 비아와 함께, 또는 제 2표면들 예를 들어, 장치 I/O와 접촉하도록 하는 제1표면을 갖는 표면들(스프링들과의 조합일 수 있다)과 충돌되어 완료될 수 있다.
상기 장치 I/O는 물리적으로 상기 로드 보드와 인접할 수 있다. 따라서, 전기적 성능을 향상시킬 수 있다. 추가적으로, 본 장치는 또한 컴플라이언스(compliance)를 제공한다 따라서 수동 및 자동 테스트 장치에서 모두 사용되도록 한다.
상기 장치의 구조는 회로 보드와 접촉할 말단보다는, 볼 터미널들 쪽에서의 테스트 중에 와이핑(wiping) 기능(function)을 제공하고, 동시에 매우 좋은 전기적 접촉을 제공한다. 상기 와이핑 기능은 종종 터미널(20)들 상에 존재하는 임의의 산화 레이어를 통과하여 나아간다(breaks through). 각각의 테스트 접촉은 경계면의 중앙에 홀을 가진다, 따라서 터미널(20)의 말단은 테스트중에 마킹되지 않는다. 부산물(by-product)은 멤브레인 상의 접촉 패드들로 자가정렬(self-align)하는 장치이다. 이것은 특히 두꺼운 산화 레이어들을 생성하는 경향이 있는 납이 첨가되지 않은(lead-free) 터미널들에 유용하다. 상기 테스트 접촉 소자들을 상기 로드 보드로 연결하는 비아들이 동일평면상(coplanar)의 터미널들을 갖지 않는 마이크로 회로 패키지들을 고려하도록 하기 위하여 그리고 추가적인 Z 축 컴플라이언스를 제공하도록 하기 위하여 스프링들과 함께 수정될 수 있다.
상기 장치는 최적 피치(fine pitch)를 갖는 터미널들(20)과 호환 가능하고, 다이(die) 또는 웨이퍼들 (wafer)을 연결하는데 쉽게 사용될 수 있다. 상기 컨셉은 1.27 mm 에서 0.5 mm 까지의 피치를 가진 터미널들에 성공적이었다. 상기 비 전도성 물질은 적절한(in place) 설계의 전도성 부분을 차지한다 그리고 상술한 다른 대안들중 하나로 상기 패키지, 다이 및 웨이퍼 I/O를 배열한다.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 타입의 BGA 타입 마이크로회로(10)를 포함한 DDT를 위한 테스트 용기(30)의 일반적인 배열을 나타낸다. 로드 보드(47)는 용기(30) 내의 마이크로회로(10)의 X 및 Y 포지션을 정확히 정의하는(좌표 표시기 참조) 개구부 또는 간극(aperture)(33)을 갖는 정렬 판(45)을 지지한다. 만일 마이크로회로(10)가 배향(orientation) 특징들을 가진다면, 그것은 간극(33) 내의 상호작용하는 특징들을 포함하도록 하는 일반적인 실시이다.
로드 보드(47)는 그의 표면, 연결 패드들을 S&P 컨덕터들에 의하여 케이블(42)로 움직인다. 케이블(42)은 마이크로회로(10)의 전기적 테스트를 수행하는 전자장치(electronics)로 연결된다. 케이블(42)은 만약 테스트 전자장치가 용기(30)와 함께 집적(integrated)된다면 매우 짧을 수 있고, 심지어 용기(30)내에 있을 수도 있다. 또한, 만약 상기 테스트 전자장치가 분리된 새시(chassis)상에 있다면 길(longer) 수 있다.
다수의 개별적인 테스트 접촉 소자들을 갖는 테스트 접촉 어레이(40)는 마이크로회로(10)의 표면(14)으로 움직이는 BGA 터미널들(20)을 정확히 반영한다. 마이크로회로(10)가 간극(33) 내부로 삽입될 때, 터미널들(20)은 테스트 접촉 어레이(40)와 함께 정확히 배열된다. 용기(30)는 테스트 접촉 어레이(40)와 함께 장치와 상호작용하도록 설계된다.
테스트 접촉 어레이(40)는 접촉 멤브레인 또는 시트(50)상에서 운반된다(carry). 멤브레인(50)은 처음에 각 표면에 전도성 구리 레이어를 갖는 캡톤(Kapton)(TM DuPont Corp.)과 같은 절연 플라스틱 코어 레이어(61)(도 6 참조)를 포함한다. 상기 캡톤 레이어 및 상기 구리 레이어들은 각각 대략 25 미크론(micron) 두께이다. 어레이(40) 내의 각각의 테스트 접촉들은 바람직하게는 알려진 사진 석판술(photolithographic) 및 레이저 기계가공(machining) 처리를 사용하여 멤브레인 상에 그리고 멤브레인 내에 형성된다.
멤브레인(50)은 정렬 판(47) 상의 대응되는 돌출하는(projecting) 특징들과 함께 멤브레인(50)의 정확한 정렬을 가능하게 하는 정렬 판(45)과 로드 보드(47)사이의 영역 내에 위치된 홀 또는 가장자리 패턴들과 같은 정렬 특징들을 가진다. 모든 테스트 접촉들(40)은 상기 멤브레인(50) 정렬 특징들과 함께 정확히 정렬된 상태로 존재한다.
이러한 방법으로, 상기 어레이(40)의 테스트 접촉들은 구멍(33)과 함께 정확히 정렬하여 위치된다.
도 4의 단면도는 가장자리에 멤브레인(50)를 갖는 테스트 용기(30)의 일반적인 배열을 어레이(40)의 테스트 접촉들중 몇몇을 관통하는 절단면과 함께 나타낸다. 도 4에서 구조의 용이한 이해를 위하여 상기 개별적인 소자들은 약간 간격을 두고 배치된다. 사용을 위하여 구성될 때, 기계 스크루들 또는 다른 결합장치들에 의하여 견고하게 고정된(held) 용기(30)의 모든 소자들과 함께 멤브레인(50)의 상부면은 정렬판(45)의 하부면과 접촉한다,
상기 멤브레인(50)의 하부면은 특별한 설계의 경계면 멤브레인(80)과 기계적으로 접촉한다. 멤브레인(80)은 컨덕터 비아의 어레이(90)를 갖는다. 어레이(90)내의 각각의 비아의 말단은 멤브레인(80)의 두 면들을 약간 지나서 연장되고, 테스트 접촉들(40)과 함께 정확히 정렬된 상태로 존재한다. 여기에서 “비아” 라는 용어는 멤브레인(80)을 완전히 통과하여 연장되는 전도성 칼럼(column) 또는 포스트(post)를 지시하는 것으로서, 멤브레인(80)의 양측면에 노출되지만, 본 실시예에서 “패드” 라는 용어는 “칼럼” 보다도 사실적인 형상을 설명하는 것이다. 어레이(90) 및 그밖의 멤브레인(80)의 특징들을 포함하는 비아는 통상적으로 알려진 사진 석판술(photolithographic) 처리에 의하여 형성된다.
비아 어레이(90)를 포함하는 비아는 두가지 주 목적을 갖는다. 먼저, 어레이(90)의 비아들은 어레이(40) 테스트 접촉을 수행하기 위한 기계적 지지(support)와 여유 공간을 제공한다. 어레이(90)의 비아들은 또한, 어레이(40)의 각각의 테스트 접촉들을 로드 보드(47)상의 연결 패드(91~93)(도 6 및 7 참조)에 전기적으로 연결한다.
어레이(40)의 테스트 접촉 소자들의 구조는 도 5 내지 7에 도시되어 있다. 도 5의 평면도는 어레이(40)의 작은 부분을 포함하는 3개의 개개의 테스트 접촉 소자(56~58)를 나타낸다. 테스트 접촉(56~58)은 어레이(40)의 모든 개개의 테스트 접촉 소자의 상세한 구조를 나타낸다.
일 실시예에서, 어레이(40)의 각 테스트 접촉(56~58)은 파이형상으로 구성된 8개의 테이퍼 핑거(56a, 56b, 57a, 57b, 등)을 포함한다. 각 핑거(56a, 등)의 바깥쪽 말단은 레이어(61)와 일체로 되어있으며, 동일한 원의 원호를 형성한다. 핑거(56a, 등)은 반경방향으로 배향된 슬롯(slot)(62)과 지시하지 않은 그 외의 슬롯에 의해 서로 전기적으로 절연된다. 레이저 가공은 슬롯(62)을 형성하는데 편리한 방법이다. 적어도, 각 테스트 접촉(40)을 서로 전기적으로 절연시키기 위하여 레이어(61)상의 초기 구리 레이어의 부분들을 제거한다. 캘빈 테스트에 적용하기 위하여, 단일 테스트 접촉(56)의 일부 핑거(56a, 등)를 다른 핑거(56b, 등)로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다.
8개의 핑거 실시예에서 개별 핑거(56a, 등)는 45도의 원호를 내재한다. 두개, 세개, 네개, 다섯개, 여섯개와 같은 다른 개수의 핑거들(56a) 또한 대안적으로 사용될 수 있다. 실제로 BGA 구조를 갖지 않는 DUT에는 파이 형상의 핑거보다는 사각형 핑거가 아주 적합할 수 있다. 너무 얇은 인접한 테스트 접촉(56) 사이의 멤브레인 영역의 연결을 막기 위하여 개별적인 테스트 접촉(56)은 각 인접 접촉에 대하여 22.5도 회전되어 있다. 이런 배향으로 인하여 테스트 접촉(56)의 각 테스트 접촉의 슬롯(62)의 말단은 가능한 인접한 테스트 접촉(56)속의 슬롯(26)으로부터 이격된다.
도 6 및 도 7은 테스트 접촉(56, 58)의 핑거(56a, 56b, 58a, 및 58b)의 하부 가장자리를 정의하는 슬롯(62)의 측단면도를 나타낸다. 이들 치수간의 비율은 일정한 비율의 축척으로 그려진 것이 아니라는 것에 유의하여야 한다. 도 6 및 도 7에서 절단된 단면은 기본적으로 핑거(57a, 57b)를 이등분한다. 한 세트의 핑거(56a)는 한 테스트 접촉(56, 등)을 구성한다. 각 핑거(56a, 등)는 그 테스트 접촉(40)의 모든 다른 핑거로부터 이격되어 있다.
각 핑거(56a, 등)는 양의 Z 방향으로 향하는 접촉 패드(63a, 63b)를 갖는다. 접촉 패드(63a, 63b)는 테스트 접촉(56)를 형성하고, 그 표면은 터미널(20)와 접촉한다. 또한, 각 핑거(56a, 등)는 음의 Z방향으로 아래쪽으로 향하는 연결 패드(75a, 75b)를 갖는다. 접촉 패드(63a, 63b)는 연결 패드(75a, 75b)와 각각 전기적으로 접촉한다. 이런 전기적 연결에는 도시한 바와 같이 핑거(56a, 등)의 도금된 가장자리들(69a, 69b, 70a, 70b, 71a, 71b)을 포함하거나, 또는 편리한 지점에서 내부 레이어(61)를 통하여 접촉 패드(63a, 등)을 연결패드(75a, 등)에 연결하는 비아(미도시)를 포함할 수 있다.
각 핑거(56a, 등)는 레이어(61)를 굴곡시킴으로써, 그리고 특정 구조에 따라서 각 핑거(56a, 등)을 포함하는 패드(63a, 등 및 75a, 등) 중의 하나 또는 둘을 굴곡시킴으로써, 멤브레인(50)의 평면으로부터 탄성적으로 굴곡될 수 있는 외팔보를 형성한다. 핑거(56a, 등)의 베이스(base)에서 응력집중(stress concentration)을 방지하기 위하여, 슬롯(62)의 베이스는 슬롯(62)의 다른 점보다 넓게 형성될 수 있다. 상대적으로 넓은 슬롯(62)의 베이스는 작은 원형 개구부 또는 확장부(66)의 형태를 가질 수 있다.
사용시, 핑거(56a, 등)는 아래쪽으로, 즉 음의 Z 방향으로 약간 굴곡된다. 반복되는 굴곡 후에 높은 응력집중으로 인하여 핑거(56a, 등)가 영구적으로 왜곡(distortion)될 수 있으며, 이 왜곡을 확장부(66)가 최소한 일부를 완화시킨다. 확장부(66)는 슬롯(62)를 형성하는 레이저 가공의 일부로서 형성할 수 있다.
로드 보드(47)와 접촉 멤브레인(50) 사이에는 경계면 멤브레인(80)이 개입된다(interposed). 멤브레인(80)는 매우 적게 굴곡될 필요가 있기 때문에, 멤브레인(80)은 멤브레인(50)보다 약간 두껍게 이루어진다. 멤브레인(80)의 비아 어레이(90)는 원통형 형상을 갖는 개별적인 비아(83~85)를 포함한다. 멤브레인(80)은 비아(83~85)에 의하여 나타나는 비아 어레이(90)를 지지하고 배치시키며 각각 테스트 접촉(56~58)과 정렬하여 배치한다.
로드 보드(47)는 통상의 기술을 사용하여 케이블(42)에 연결되는 연결패드(91~93)를 갖는다. 연결패드(91~93)는 해당하는 비아(83~85)와 정확히 정렬되므로 비아(83~85)와 견고한 전기적 및 기계적 접촉을 만든다. 이러한 배치로 인하여 DUT(10)의 BGA 접촉(20)과 로드 보드(47)의 연결패드(91~93) 사이의 전도 길이가 극히 짧아진다.
비아(83~85)는 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 개구된 말단과 함께 컵 형상을 갖는다. 각각의 비아(83~95)의 가장자리는 핑거(69a, 등) 상의 인접한 연결 패드(75a)와 테스트 접촉(57,58)의 핑거상의 유사한 연결패드와 접촉한다.
이러한 구조의 비아(83~85)에 대하여 많은 이유가 있다. 첫번째로, 이러한 구조는 각 핑거(56a, 등)가 아래쪽으로 자유롭게 굴곡될 수 있도록 한다. 두번째로, 비아(83~85)의 컵 형상의 구조는 테스트 공정에서 생기는 불가피한 잔해의 대부분을 수집하는데 매우 적합하다. 핑거(56a, 등)가 개별적인 볼(20)과 접촉함에 따라서, 잔해가 형성되어 핑거들을 통하여 떨어지고 비아(83~85) 내에 수용된다. 이러한 잔해로부터 로드 보드(47)을 보호하면 전기적 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있고 로드 보드(47)를 기계적 손상으로부터 보호할 수 있다.
도 7은 조립된 상태의 웰(well)의 일부분을 나타낸다. 연결패드(75, 75b, 등)는 비아(83)와 견고하게 전기적 및 기계적으로 연결되어 있다. 정렬판(45)은 개별적인 핑거(56a)의 굴곡을 제한하지 않음을 알아야 한다. 연결패드(75a)와 비아(83)사이가 견고하게 기계적으로 연결되면 연결패드(75a)와 비아(83) 사이의 접촉영역에 침투하는 잔해의 양이 최소화된다.
도 8은 실제의 테스트 과정 중에 테스트 접촉(56~58)과 기계적 및 전기적으로 접촉되어 있는 DUT(10)의 BGA 터미널(20)을 나타낸다. 핑거(56a, 등)은 시험장치의 DUT 장전요소에 의해 가해진 힘에 의해 비아(83~85)의 내부공간 속으로 탄성적이고 독립적으로 굴곡된다. 개별적인 BGA 터미널(20)가 그 테스트 접촉(56~58)과 완전하게 정렬되어있지 않다면, 개별적인 핑거(56a, 등)의 독립적인 탄력성으로 인하여 테스트 과정 전반에 걸쳐서 테스트 접촉(56)과 해당 BGA 터미널(20)사이가 전기적으로 양호하게 접촉된다.
스페이서(100)는 DUT(10)를 로딩 중에 Z축 방향으로 적절히 위치시킴으로써 DUT(10)가 테스트 접촉(65)상에서 과도하게 압력을 받는 것을 방지한다.
각 BGA 단자(20)의 중앙부위는 어떠한 핑거(56a, 등)와도 접촉하지 않는다. 따라서, 이들의 중앙부위는 테스트 과정 중에 표시되지 않은 채로 남는다.
핑거(56a, 등)의 자유 말단부들 사이의 갭과 슬롯(62)에 의하여 형성된 공간은 잔해들이 비아(83~85)의 내부로 떨어지게 한다. 각각의 비아(83~85)의 컵 구조는 잔해를 제거하여 잔해가 본 테스트 장치의 비싼 부품인 로드 보드(47)에 도달하는 것을 방지하고, 로드 보드(47)를 기계적으로 손상시키는 것을 방지한다.
도 9는 다른 특징들을 나타내는 테스트 접촉(56)의 다른 확대평면도이다. 특히, 개별적인 핑거(56a)의 표면(63a, 등) 상의 톱니(serrations) 또는 이(teeth)(88)가 테스트 중에 BGA 터미널(20)와 접촉한다. 상기 이(88)는 터미널(20)이 테스트 접촉(56) 상에 가압되어 있는 동안 BGA 터미널 상의 어떠한 편리한 곳에도 위치할 수 있다. 이상적으로 상기 이(88)는 각 테스트 접촉(56)을 형성하는 원과 대략 반경방향으로 일치하도록 이루어진다. 이것은 마이크로회로(10)가 용기(30)속에 로드되고 BGA 터미널(20)가 핑거(56)를 굴곡시키는 동안 이(88)가 BGA 단자(20)의 표면을 절삭하도록 하는 것을 허락한다.
상기 이(88)는 다양한 기술들로 형성될 수 있다. 바람직한 기술은 슬롯(62)을 형성하는 바람직한 레이저 가공의 예기치 않은 부산물로서 핑거(56a, 등)의 가장자리를 따라서 이(88)를 형성하는 것이다. 슬롯 형성 공정 중 비교적 높은 레이저 빔의 강도를 사용하면 멤브레인(50)에 지지된 구리 시트에 얼룩무늬를 만들고(splashing) 주름이 지게 한다. 이상적으로, 레이저가공 빔은 멤브레인(50)의 상부 표면상으로 향하도록 이루어진다. 종종, 핑거(56A, 등)의 노출된 구리 표면은 니켈 및 금의 얇은 레이어들과 함께 도금된다. 이 도금 공정은 이(88)가 BGA 터미널(20)의 표면을 적절이 절삭할 수 있는 능력을 방해하는 것으로 보이진 않는다.
다음의 값들은 중심이 0.8mm인 BGA 터미널(20)을 위하여 설계된 용기(30) 내의 구성요소들의 다양한 치수들에 알맞다. 특별히 기재되지 않은 유사 치수를 위한 값들은 주어진 것으로부터 추정될 수 있다.
상기 테스트 접촉(56)의 직경은 0.5mm 이다.
상기 슬롯(62)의 폭은 0.03mm 이다.
레이어(61)의 두께는 0.025 mm 이다.
패드들(62a 및 75a)의 두께는 0.018mm 이다.
핑거들(56a, 등)의 Z 축 컴플라이언스(compliance)는 핑거들(56a, 등)의 길이 및 두께 및 접촉 사용(contacting use)의 다중 필드를 고려하는 I/O 노출의 함수(function )이다.
도 10은 접촉 멤브레인(50)의 일부를 나타내는 사시도이다. 멤브레인(50)을 감싸는 표면 위로 약간 돌출되는 개별적인 접촉 패드(63a, 등)들이 보여진다.
도 11은 정렬판(45)와 관련하여 멤브레인(50)을 정확히 위치시키기 위한 완전한 테스트 접촉 어레이(90)와 정렬 특징(92)을 갖는 경계면 멤브레인(80)의 확대되지않은 평면도이다.
도 12는 정렬판(45)에 대하여 멤브레인(50)을 정확히 위치시키기 위하여 완전한 테스트 접촉 어레이(90)와 정렬 특징(95)를 갖는 접촉 멤브레인(50)의 확대되지 않은 평면도이다.
상부 접촉 판의 네개의 모서리들 각각에 연속된 홀들에 주의해야 한다. 각각의 연속물 내에, 고정 홀인 큰 원형의 홀이 존재한다. 이 멤브레인은 이러한 홀들을 통하여 상기 로드 보드에 고정된다.
다른 두 모서리들이 작고 연장된 홀들을 갖는 반면, 두 모서리들은 두개의 작은 원형의 홀들을 갖는다. 이것들은 정렬 홀들이고, 이것을 통하여 정렬 핀이 정렬판과 이 멤브레인 및 접촉기(contactor) 어셈블리(assembly) 남아있는 부분들을 통과한다. 정렬 핀은 모든 것을 정확하게 제자리에 고정시킨다.
비아(83~85)는 로드 보드(47)과 견고하게 접촉하여 로드 보드(47)의 마모를 감소시키고, 다른 테스트 접촉 설계와 관련된 문제점을 감소시킨다. 이 설계는 비교적 짧은 신호경로를 가지며 한 개 또는 두개의 단단한 부분만을 가지므로, 경로 내에서 더 많은 부분들을 갖는 설계를 위한 것 보다 접촉 저항이 낮고 안정하다. 이러한 특징들로 인하여 테스트 과정 중 전기적 성능이 향상된다. 비아를 위한 중공 컨덕터(hollow conductor)의 존재는 전계(“E-계”)를 정의한다. 이러한 설계는 정상 각 연결(right angle connections)들의 개수를 감소시키고, 전기적 성능 및 신호 신뢰도를 향상시킨다.
도 13은 잔해를 제거하기 위하여 전도성 컵들을 갖고, 핑거들을 상부 접촉 판으로부터 비아 홀들의 내부로 굴곡시키는(bend) 경계면 멤브레인 판의 형상을 나타낸다.
도 14는 접촉기(contactor)의 내부로 삽입되고, 따라서, 멤브레인 핑거의 굴곡량을 제어하는 장치의 깊이를 제어하기 위한 스페이서를 나타낸다. 정렬 특징들(105)은 스페이서(100)를 테스트 접촉 어레이(40)에 대하여 Z 방향으로 배치한다.
도 15는 핑거(56, 등)의 중간지점에서 힘을 인가하는 내부 스프링(110)을 갖도록 구성된 비아(83~85)를 나타낸다. 도 15는 비아(83~85)의 내부바닥과 개별적인 핑거(56~58) 사이에 개재된 스프링(110)을 나타낸다. 본 실시예는 경계면 멤브레인(80) 외에도 제 2 경계면 멤브레인(80’)을 필요로 한다. 스프링(110)의 사용은 Z축 방향으로의 굴곡을 향상시키고, 핑거(56~58)와 비아(83~85)사이의 또 다른 전도 경로를 가지며, 전체 전기적 성능을 향상시킨다.
이 구조는 BGA 또는 LGA(Land Grid Array) 장치 패키지 상에서 캘빈 테스트가 가능하도록 변형될 수 있다. 캘빈 트레이스는 만일 회로상에 배치될 경우 캘빈 테스트 시스템에 적용하기 위한 어댑터를 사용하여 기판을 변형할 필요 없이 캘빈 측정시스템에 결합되는 경계면으로 보내질 수 있다. 테스트 접촉(56)의 구조는 핑거(56a, 등)의 절반을 나머지 핑거(56a, 등)로부터 전기적으로 절연 시키도록 변형될 수 잇다. 개개의 비아(83~85)는 각각 테스트 접촉(56)을 포함하는 두 세트의 핑거(56a)에 별개의 연결을 제공하도록 분할될 수 있다.
이 부분들을 테스트 접촉기 속에 대단히 정확하게 배치할 수 있도록 광학표준으로서 약간 개량된 패드 타입을 사용할 수 있다. 정확 절삭패턴을 갖는 부가의 표준패드의 허용오차에 의해 접촉기 상에 장치를 최적으로 센터링 하는 것이 가능하다. 이 패드는 장치로부터 이격되므로, 렌즈를 패드 상에 정렬할 수 있게 하는 작은 구멍이 하우징에 필요하게 할 것이다. 이런 변형은 정렬판(45)이 필요없게 할 것이다.
다른 방법으로서, 이 설계는 상부측으로부터 부하기관측으로의 경로의 개수를 배가시킴으로써 가열능력을 높이고 경로의 인덕턴스를 감소시키도록 각 핑거(56a, 등)를 다른 핑거로부터 전기적으로 절연시키면 전기적 성능이 향상된다.
상기 패드(63a)는 장치 및 장치 패키지의 I/O 사이즈, 형상 및 피치와 일치하도록 여러가지 많은 사이즈 및 형상을 가질 수 있다. 레이어(61), 패드(63a, 75a)의 여러가지 두께 및 강도에 의해 장치의 I/O에 여러가지 접촉력이 제공될 것이다. 이러한 특징들로 인하여 넓은 범위를 갖는 여러가지 타입 및 두께의 산화물을 가장 잘 침투하도록 접촉력을 제어할 수 있다. 로더(loader)가 제공할 수 있는 힘은 제한되어 있다. 이렇게 접촉력을 조정할 수 있는 능력으로 접촉력을 로더의 힘과 일치시킬 수 있다.
장치 휴지점(resting point)을 조정하고 삽입력을 최적화하기 위해서 유연한 절연재료를 사용한다. 스페이서(100)의 두께는 전적으로 장치나 장치 패키지 상의 볼연장부에 따라서 달라질 것이다. 접촉판으로서의 동일 재료로부터 스페이서를 제조함으로써, 높은 삽입레벨에서의 동작중에 접촉핀 응력(stress)의 경감을 설명하기 위하여 실시간 압축조정을 실시한다.
이 설계는 비파괴장치 테스트 중에 장치 및/또는 장치 패키지의 I/O와 로드 보드 사이에서 기계적이면서 전기적으로 상호작용하는 두 개의 부분만을 사용한다. 어떤 테스트의 적용에는 특수한 접촉 멤브레인(50)을 경우에 따라서 사용할 수 있거나 또는 이 접촉 멤브레인은 동일한 피치를 갖는 이군의 장치의 표준 설치면이 될 수 있다. 경계면 멤브레인은 DUT의 I/O가 로드 보드(47)와 파괴적으로 접촉하지 않도록 하는데 충분한 두께 및 강성을 갖는 리지드 회로(rigid circuit)가 될 수 있다. 본 실시예에서, 정렬판은 상부에 결합되어 DUT를 테스트 접촉 어레이(40)에 정렬시킨다. 따라서, 최소의 로드 보드 공간을 사용하여 다수의 장치를 동시에 테스트할 수 있다. 리지드의 경계면 멤브레인은(80) 신호를 직접 로드 보드상의 소정의 테스트 지점으로 향하게 하는 컨덕터 경로를 갖는다. 실제로는 경계면 멤브레인(80)은 DUT에 특정한 것인 반면 테스트 콘택트 어레이(40)는 표준화된다.
상기 테스트 설비는 테스트중인 장치(DDT)(10)과 로드 보드(47) 사이의 두개의 교체가능한 멤브레인들을 포함한다. 이러한 멤브레인들 각각은 새로운 로드 보드(47)와 비교하여 비교적 저렴하고, 교체가 쉽다. 따라서, 이러한 멤브레인들은 상기 로드보드(47)이 충격을 받지 않도록 하기 위하여 충격과 잔해를 수용하도록 설계된다. 테스트중인 장치를 설치하고 지지하기 위한 다수의 기계적인 요소들이 존재한다는 것에 유의하여야 한다. 이것들은 여기에 기술되지 않는다.
상기 멤브레인들은 테스트중인 장치(10)를 향하는 접촉 멤브레인(50), 그리고 접촉 멤브레인(50)과 로드 보드(47)의 사이에 있는 경계면 멤브레인(80)으로서 불려진다. 테스트 절차 중, 테스트 중인 장치(10)는 접촉 멤브레인(50)과 접촉하고, 상기 접촉 멤브레인(50)은 차례로 상기 경계면 멤브레인(80)과 접촉하며, 상기 경계면 멤브레인(80)은 차례로 상기 로드 보드(47)과 접촉한다. 이러한 멤브레인들 각각(50, 80)은 아래에 기술된 고유의 구조들을 포함한다.
상기 접촉 멤브레인(50)은 일련의 짝지어진 전기적 패드, 상기 접촉 멤브레인(50)의 반대쪽에 있는 각각의 쌍, 테스트 중인 장치(10) 상의 특정한 핀 또는 터미널(20)에 대응되는 각각의 쌍, 그리고 접촉 멤브레인(50)을 통하여 서로 영구적으로 전기적으로 연결된 두개의 패드들을 포함한다.
테스트중인 장치(10)를 향하는 패드들은 접촉 패드들(56~58)로서 일컬어진다. 그리고, 상기 테스트 중인 장치를 향하지 않는 패드들은 연결 패드들(75)로 일컬어진다. 사용 중, 테스트 중인 장치(10)상의 각 터미널(20)은 대응하는 상기 터미널(20)과 접촉 패드(56~58) 사이의 기계적 및 전기적 연결을 만드는 접촉 패드(56~58)와 접촉한다. 상기 접촉 패드(56~58) 및 연결 패드(75)가 영구적으로 전기적으로 짝(pairwise)으로 연결되었기 때문에, 각 터미널(20) 및 그의 대응되는 연결 패드(75) 사이에 전기적 연결이 존재한다.
경계면 멤브레인(80)은 기본적으로 전도성로 만들어진 컵 형상의 홀(hole)인 일련의 비아(83~85)를 포함한다. 각 컵의 베이스는 상기 로드 보드(47)상의 대응되는 연결 패드(91~93)과 차례로 접촉하는 버튼(button) 접촉 멤브레인과 접촉한다. 각 컵의 림(rim)은 테스트 중인 장치가 떨어져있을(detached) 때, 상기 접촉 멤브레인(50)과 이격되어(apart from) 위치되고, 테스트중인 장치(10)가 붙어있을 때, 상기 접촉 멤브레인(50)상의 대응되는 연결 패드(75)와 접촉한다.
경계면 멤브레인(80)상의 각 비아(83~85)는 일반적으로 테스트 중인 장치(10) 상의 터미널(20)과 1 대 1 대응을 하고, 상기 로드 보드(47) 상의 연결 패드(91~93)와 1 대 1 대응을 한다. 접촉 멤브레인(50) 상에, 테스트 중인 장치(10) 상의 각 터미널(20)을 위한 단일 패드 쌍이 존재할 수 있다는 것, 또는 각 터미널(20)을 위한 다중 패드 쌍들이 존재할 수 있다는 것은 인지되어야 한다. 게다가, 상기 접촉 패드(56~58) 및 연결패드(75)는 1 대 1 대응을 하거나, 또는, 각 연결 패드(75)를 위한 몇몇 접촉 패드(56~58)가 존재할 수 있거나, 또는, 각 접촉 패드(56~58)을 위한 연결 패드(75)가 존재할 수 있거나, 또는, 이들의 조합이 될 수 있다. 비록 이러한 패드들 간에 1 대 1 대응을 가정하는데 많은 언어가 사용되었지만, 접촉 멤브레인(50)의 반대면의 각 패드에 대응되는 접촉 멤브레인(50)의 일면 상의 몇몇 패드들, 및/또는 테스트 중인 장치(10) 상의 각 터미널(20)에 대응하는 접촉 멤브레인(50) 상의 몇몇 패드들이 있을 수 잇다는 것은 이해되어야 한다. 몇몇 적용에서, 바람직하게는, 접촉 멤브레인 상에 다른 모니터링 작업으로 수행될 수 있는 차별된(segregated) 패드들을 가질 수 있다 - 이러한 차별된 패드들은 각각 하나의 터미널로부터 로드 보드 상의 다양한 접촉 중의 하나로의 독립 전기적 경로를 가질 수 있다.
테스트 하는 동안의 전기적 경로 를 요약하면:
테스트 중인 장치(10)가 테스트 설비에 부착될 때, 테스트 중인 장치(10)상의 각 터미널(20)은 접촉 멤브레인(50)상의 접촉 패드(56~58)과 접촉한다. 각각의 접촉 패드(56~58)는 접촉 멤브레인(50)의 반대면 상의 연결 패드(75)로 영구적으로 전기적으로 연결된다. 멤브레인 상의 각 연결 패드(75)는 상기 테스트 중인 장치(10)가 상기 테스트 설비로 부착될 때 경계면 멤브레인(80) 상의 비아(83~85)의 림(rim)과 접촉한다. 경계면 멤브레인(80) 상의 각 비아(83~85)는 상기 로드 보드(47)상의 연결 패드(91~93)와 접촉한다. 이러한 방법으로, 테스트 중인 장치(10)상의 터미널(20)과 로드 보드(47) 상의 연결 패드(91~93) 사이에서 회로는 완전하게 된다. 가정상, 이러한 회로간의 접촉 저항은 테스트 주파수의 범위 내에서 충분히 낮거나, 또는 최소한 다루기 쉽고, 시스템의 특성(characteristic) 임피던스는 테스트 중인 장치 및 테스트 중인 장치 상의 신호들을 측정하는데 사용되는 테스트 장비와 매치한다. 대다수의 시스템은 50옴(ohm)의 특성 임피던스를 사용한다.
이전 문단 내에 기술된 구성에는 다양한 변화 가능성이 있다. 특히, 테스트 중인 장치(10)상의 터미널(20)로 저항력을 제공하는데 사용되는 메커니즘에 변화가 있다. 이러한 저항력은 테스트 중인 장치(10)가 테스트 설비와 함께 접촉을 가져올 때, 각 터미널(20)이 상기 접촉 패드(56~58)로부터 작고, 데미지를 주지 않으며, 일반적으로 테스트 중인 장치(10)의 평면과 수직인 저항을 경험하도록 하기 위하여 상기 테스트 설비로 일반적인 컴플라이언스를 제공한다. 이러한 저항력은 터미널(20)과 접촉 패드(56~58)간의 좋은 전기적 접촉을 보장한다.
일반적으로, 상기 터미널(20)이 접촉 패드(56~58)를 처음 접촉할 때 및 상기 터미널이 최종적으로 정지하게 될 때(예를 들어, 테스트 중인 장치(10)가 테스트 설비 내에서 완전히 맞물릴(engaged)때) 상기 테스트 설비는 상대적으로 큰 Z-변위(displacement)를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 큰 Z-변위는 상대적으로 자유로운(loose) 터미널 허용오차(tolerances)를 갖는 테스트 설비 조정(accommodate) 부분에 도움을 줄(help) 수 있다. 만일 특별한 부분 상의 몇몇 터미널들이 다른 것들 보다 길거나 짧다면, 상대적으로 큰 Z-변위는, 상기 터미널 또는 테스트 설비로의 상당한 데미지 없이 각 터미널로의 좋은 전기적 접촉이 이루어진 것을 확실하게 하는데 도움을 줄 수 있다.
다음 문단에서, 본 명세서에서 더 자세하게 상술한 하나의 저항력 메커니즘을 요약한다. 이 요약에 따라, 요약된 저항력 메커니즘으로의 다양한 대안들을 기술한다.
매우 간단한 용어로, 테스트 중인 장치(10)상의 터미널은 접촉 멤브레인(50)의 일부분과 접촉한다. 상기 접촉 멤브레인(50)의 부분은 일단(one end)에서 지지되고, 타단(other end)에서 자유롭고, 외팔보-식 형식(cantilever-like fashion)으로 굴곡된다(deflects). 상기 외팔보의 고정된 말단 근처에, 굴곡된 접촉 멤브레인(50)은 경계면 멤브레인(80) 상의 비아(83~85)의 림과 접촉한다. 상기 비아(83~85)의 베이스는 결과적으로 로드 보드(47)와 접촉한다. 몇몇 적용에서, 상기 비아(83~85)의 베이스와 상기 로드 보드(47)간의 경계면은 외팔보 구조로부터의 충분한 컴플라이언스가 있기 때문에 단단하거나(rigid), 또는 비-컴플라이언스이다(non-compliant). 몇몇 적용에서, 상기 접촉 멤브레인 상의 외팔보-식 구조는 쐐기형(wedge-shaped)이고, 파이 형태 내에 배열되고, 그들의 주변(circumference)에서 지지되고, 그리고 상기 파이의 중심네서 자유롭다(free).
테스트 중인 장치(10) 상의 터미널(20)로 저항력을 제공하기 위한 파이-형태의 외팔보 구조의 대안이 있다. 4가지의 이러한 다른 가능성들은 순차적으로 아래에 기술한다. 그러나 다른 가능성 또한 있다는 것도 이해되어야 한다.
파이 형태의 외팔보의 첫번째 대안은 “비아 내의 단일 코일 스프링”으로서 일컬어질 수 있다.
도 16 및 17은 각각의 비아 내에 단일 코일 스프링을 갖는 전형적인 테스트 설비(120)의 일부분을 나타낸다. 도 16에서, 테스트 중인 장치(130)는 아직 테스트 설비와 함께 맞물리지(engaged) 않았고, 접촉 패드(141)과 간신히 접촉되어 있다. 도 17에서, 테스트 중인 장치(130)는 테스트 설비와 함께 완전히 맞물린다.
상기 테스트 중인 장치(130)는 각각 테스트 설비(120)에 의하여 독립적으로 동시에 테스트될 수 있는 많은 터미널(131)을 포함한다. 많은 경우에, 상기 터미널(131)의 형태는 대략 구형(spherical)일 수 있고, 상기 터미널(131)은 공(ball)으로서 일컬어질 수 있다.
각 터미널(131)은 접촉 멤브레인(140)의 상부면 상의 하나 이상의 접촉 패드(141)와 접촉한다. 상기 접촉 패드(141)는 상술한 접촉 패드(56~58)와 구성상 비슷할 수 있다. 몇몇 경우, 상기 접촉 패드(141)의 형태는 대략 원형일 수 있고, 대응되는 터미널(131)의 형태와 대응될 수 있다. 몇몇 경우, 터미널(131)당 하나의 접촉 패드(141)가 있다. 다른 경우에서, 각 터미널(131)을 위하여 분할된 접촉 패드(141)과 함께 여러 접촉 패드(141)가 있을 수 있다. 상기 분할은 파이 또는 쐐기 형태, 원형, 줄무늬 선, 사각형, 불규칙한 또는 기타 다른 알맞은 형태일 수 있다. 몇몇 경우에, 특징적인 길이는 120으로 삽입되는 중의 볼의 움직임과 평행한다.
상기 접촉 패드(141)는 범프(bump), 엣지(edge), 힐(hill) 등과 같은 상기 접촉 멤브레인(140)의 평면 밖으로 돌출하는 하나 이상의 특징들을 임의로 포함할 수 있다. 임의로 돌출되는 특징은 대응되는 터미널과 함께 좋은 전기적 연결을 확립하는(establish)데 도움을 줄 수 있다. 그리고, 몇몇 경우, 테스트 설비를 각각의 터미널들 상에서 약화된 내성을 갖는 테스트 중인 장치(130)와 함께 작동시키도록 할 수 있다. 몇몇 경우, 상기 선택적인 돌출 특성은 상기 접촉 패드 상의 분할 가장자리들과 대응하는 가장자리를 갖는다. 몇몇 경우, 선택적인 돌출 특성들은 반구형(hemispheres), 부분적인 구형, 범프(bump)형, 사각형, 바둑판 패턴, 동심원형, 줄무늬형 또는 알맞은 다른 형태를 가질 수 있다.
상기 접촉 멤브레인(140)의 상부면 상의 접촉 패드(141)는 영구적으로 전기적으로 상기 접촉 멤브레인(140)의 하부면 상의 하나 이상의 접촉 패드들(142)과 연결된다. 이러한 영구적인 전기 연결(143)은 상기 접촉 멤브레인을 통하는 것일 수 있다. 상기 연결 패드들(142)는 또한 임의로 분할될 수 있다. 그러나, 상기 분할은 상기 접촉 패드들(141)의 그것과 같거나 다를 수 있다. 일반적으로, 각 접촉 패드(141)는 특별한 터미널과 관련이 있다. 그리고 각각의 연결 패드(142)는 터미널과 관련이 있다. 특별한 접촉 패드(141)과 특별한 연결 패드(142) 간의 정확한 관련은 상기 패드(141 및 142)들과 그들의 각 터미널들간의 관련보다는 덜 중요하다.
몇몇 경우에서, 상기 상부 접촉 판의 상부 및 하부면들, 또는 접촉 멤브레인은 동일한 물질로부터 동일한 두께로 만들어진다. 이것은 응력(stress)을 줄이고 긴 부분의 수명을 야기할 수 있는, 중성의 접촉 영역상 또는 가까이의 금속 접촉 영역에 놓여질 수 있다.
테스트 중인 장치(130)가 테스트 설비에 부착되면, 상기 터미널(131)은 상기 접촉 멤브레인(140)상의 각 접촉 패드(141)들과 접촉하고, 상기 접촉 멤브레인(140)을 경계면 멤브레인(150)과 접촉하게 한다.
접촉 멤브레인(140)과 인접한 그리고 평행한 것은 비아(151)를 포함하는 경계면 멤브레인이다. 상기 비아(151)는 접촉 멤브레인(140)을 바라보는 림(rim) 및 상기 접촉 멤브레인(140)과 반대방향을 향하는(facing away) 베이스와 함께, 비아들(83~85)에 대하여 상술한 바와 같이 컵 형태일 수 있다.
몇몇 경우, 상기 비아(151)의 림은 상기 경계면 멤브레인(150)의 평면을 넘어 상기 접촉 멤브레인(140) 쪽으로 연장된다. 다른 경우, 상기 비아(151)의 림은 상기 경계면 멤브레인(150)의 상부면에 흐른다(flush). 몇몇 적용에서, 상기 비아(151)는 전기 전도성 월(wall)을 갖는다. 상기 비아(151)의 림은 비록 어떠한 알맞은 형태가 사용될 수 있다 하더라도, 일반적으로 단면이 원형일 수 있다. 일반적으로, 요구되지 않은 어떠한 임피던스(impedance) 및/또는 인덕턴스(inductance) 효과들을 줄이도록 하기 위하여 상기 테스트 설비들의 어떠한 전류 전도성 부분을 통해서도 급격한(sharp) 각(angle)을 피하도록 하는 것이 바람직하다
상기 비아(151)의 베이스는 비록 어떠한 알맞은 형태가 사용될 수 있다 하더라도, 일반적으로 단면이 원형일 수 있다. 상기 베이스는 연속적이거나, 또는 임의로 분할될 수 있다. 상술된 패드들과 함께, 분할은 어떠한 형태로도 이루어질 수 있고, 각 부분은 테스트 중인 장치(130) 상의 특별한 터미널(131)과 결국 관련이 있다. 몇몇 경우, 상기 비아(151)의 베이스는 하나 이상의 홀들을 포함한다. 충분히 큰 홀들을 위하여, 상기 비아(151)는 다른 방법으로 상기 비아(151) 내에 축적될 수 있는 잔해를 배출시킬 수 있다.
상기 비아(151)는 상기 비아 내에 하나 이상의 코일을 포함하는 스프링(152)을 그 자체로 수용한다. 몇몇 경우, 상기 스프링(152)은 상기 접촉 멤브레인(140)을 향하는 자유 단(free end)과 함께, 그의 베이스가 상기 경계면 멤브레인(150)에 고정된다. 상기 스프링(152)은 상기 접촉 멤브레인(140)을 통하여 상기 테스트 중인 장치(130) 상의 각각의 터미널(131)로 저항력을 제공한다. 일반적으로, 하부의 접촉판 또는 경계면 멤브레인(150)이 로드 보드(160)과 양호하게 연결되도록 하기 위하여 각 위치(spot)의 스프링(152)은 아래쪽으로 바이어스(bias)를 제공한다.
상기 스프링은 그의 완화된 포지션 내에서 상기 경계면 멤브레인(150)의 평면을 넘어 상기 접촉 멤브레인(140)으로 연장되는 전기적으로 형성가능한(formable) 코일일 수 있다. 상기 코일의 베이스는 상기 비아(151)의 월 또는 상기 비아(151)의 베이스에 부착될 수 있다. 상기 코일의 베이스는 대부분의 코일 내 루프들과 같은 약간의 경사면에서 보다 상기 비아(151)의 베이스와 평행하게 놓인 하나 이상의 루프들을 포함할 수 있다. 베이스에서 이러한 코일 또는 코일들은 임의로 약간 확장될 수 있다. 그리고/또는 상기 비아(151)에 고정되도록 하기 위하여 상기 비아(151)의 월(wall)로 연장될 수 있다. 비슷하게, 코일의 상단은 또한, 어떠한 요구되지 않은 토크들의 생성 없이 인근의 소자(elements)들간의 좋은 접촉을 확보하기 위하여 상기 접촉 멤브레인(140)과 평행하게 놓인 하나 이상의 루프들을 포함할 수 있다.
상기 스프링(152)는 금속으로 만들어질 수 있고, 전기를 전도할 수 있다. 따라서, 상기 스프링은 로드 보드(160)의 대응되는 연결 패드(161)로부터 및/또는 대응되는 연결패드로, 테스트 중인 장치(130)의 터미널(131)로 또는 터미널로부터 임의로 전류를 운반한다. 전류는 또한 비아(151) 월을 통하여 운반될 수 있다. 일반적으로, 상기 비아(151)의 월은 스프링보다 더 많은 전류를 전도할 수 있다. 따라서, 스프링을 통한 모든 전류들의 힘 보다는, 전도를 위하여, 스프링과 함께 또는 스프링 없이 비아 월을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 경계면 멤브레인(150)의 가장 하단 표면은 하단 접촉 판(159)이다. 이러한 적용의 목적을 위하여, 비록 실제로는, 분할된 소자들일 지라도, 상기 하단 접촉 판(159)은 경계면 멤브레인의 일부분으로서 간주된다. 몇몇 경우에, 상기 하단 접촉 판(159)는 상기 접촉 멤브레인(140)과 비슷하게 구성될 수 있다.
상기 로드 보드(160)는 테스트 중인 장치(130) 상의 터미널과 대응하는 각 연결 패드(161)와 함께 다양한 연결 패드들(161)을 포함한다. 일반적으로, 비록 다른 배열이 가능할지라도, 터미널들(131)과 상기 로드 보드(160)상의 연결 패드들 간의 1 대 1 대응이 존재한다. 상기 로드 보드(160) 및 연결 패드들(161)의 구성은 상술한 로드 보드(47) 및 연결 패드들(91~93)과 비슷하다.
몇몇 경우에, 상기 경계면 멤브레인(150) 및 상기 로드 보드(160)가 합쳐질(brought together) 때, 상기 부드러운 패드들이 약간 변형되고 상기 로드 보드(160)로 가해지는 손상을 방지하는데 도움을 줄 수 있도록 하기 위하여, 상기 경계면 멤브레인(150)은 상기 로드 보드(160)를 향하는 표면 상에 하나 이상의 상대적으로 부드러운(soft) 전도성 패드를 포함할 수 있다. 이러한, 부드러운 전도성 패드들은 금(gold) 또는 다른 상대적으로 부드러운 전도성 금속으로 만들어질 수 있다. 이러한 부드러운 전도성 패드들 없이, 상기 비아(151)의 베이스는 상기 경계면 멤브레인(150)의 하단 표면 상의 임의의 전도성 패드와 접촉할 수 있거나, 또는 상기 로드 보드(160)상의 연결 패드(161)와 직접적으로 접촉할 수 있다.
경계면 멤브레인(150)의 구조에 관하여, 대부분의 멤브레인 용량(volume)을 만드는 물질(153)의 구조는 경계면 판 통역기(IPT, Interface Plate Translator)로서 일컬어질 수 있다. 상기 IPT의 상단부 곡선 반지름은 스트레스 상단 접촉을 구부러지게 하고, 응력을 줄이는데 사용될 수 있다. 상기 상단 접촉 판은 양면상의 땜납(solder)의 얇은 필름을 통하여 IPT로 부착될 수 있다. 상기 상단 접촉 판을 IPT로 부착하는 다른 방법은 용접, 파이 조각들 간의 비-전도성 에폭시, 또는 파이 조각 패드들 상의 전도성 에폭시를 사용하는 것을 포함한다. 홈(slot) 또는 비아 내의 스프링은 상단 접촉판으로 위쪽 바이어스를 제공할 수 있다. 이러한 위쪽 바이어스는 상기 볼의 하단의 비 접촉 존을 스크러빙(scrubbing)하지 않는 쪽에서 핑거들이 볼을 쳐서 위쪽으로 올리도록 할 수 있다. 따라서, 테스트 중인 장치는 테스트 후의 회로 기판(substrate)로 확실히 납땜될 수 있다. 상기 하단 접촉 판은 경제적인 이유로 상단 접촉 판과 동일하게 이루어질 수 있거나, 또는 다를 수 있다. 하단 발자국(footprint)은, 다른 온 센터 기술(on-center technologies)이 이러한 컨셉을 위하여 낮은 성능을 가질 수 있는 이전의 컨셉들을 직접 교체하도록 하기 위하여 임의로 상기 로드 보드 발자국과 매치될 수 있다. 스프링이 그의 하단 모서리(turn) 상에 약간(slightly) 큰 반경을 갖도록 설계된다면 상기 IPT는 또한 스프링을 제자리에 고정하도록 하기 위하여 하단에 약간의 홈(chamfer)을 가질 수 있다. 볼 쪽에서 더 많은 컴플라이언스를 제공하고, 스크러빙하는 동작(action)을 제공하도록 도울 수 있는 상단 범프(bump)들은 형성된 범프 또는 표준 스터드 범핑 머신(stud bumping machine)을 제공하도록 이루어진 와이어 이음돌(bonder)를 사용하여 형성될 수 있다. 유연한(flexible) 접촉 판의 높이를 추가하기 위하여, 다수의 범프 스터드들은 범프 높이를 4 밀(mil) 또는 그 이상으로 증가시키기 위하여 서로의 상단에 위치될 수 있다. 스터드 범프들을 형성하는 장비에 의존하여, 상기 범프들은 산화물의 증가로 인하여 더 많이 와이프(wipe)해야 하는 장치 상의 스크러빙 동작을 향상시키도록, 또는 더 많은 Z-컴플라이언스를 추가하기 위하여 더 많은 높이를 추가하도록(또는 이들 둘 다) 형성될 수 있다.
상기 조립(assembly)은 테스트 되는 장치와 비슷하게 어레이 내에서 설정될(set up) 수 있다. 어레이는 I/O의 표준 량으로 만들어질 수 있다. 그리고, 테스트 되는 장치의 I/O 위치들과 매치되도록 하기 위하여 사용되지 않은 위치들은 에칭되거나 드릴가공될 수 있다. 예를 들어, 도 18은 289 포지션 베이스 모듈로부터 파생된 64 포지션 모듈(181)의 계획도이다. 도 19는 완전한 289 포지션 모듈(182)을 나타내는 계획도이다.
테스트 중인 장치와 상호작용하는 모델은 상대적으로 작은 물질 패키지 내에 있으며, 삽입되는 것과 같이 작동된다. 따라서, 단지 상술된 어셈블리 보다 약간 더 큰 것을 포함하는 많은 하우징들 내로 고정될 수 있다. 삽입되는 장치로 메인 상호작용 메커니즘을 가짐에 따라서, 모듈들의 빠른 교체를 가능하게 한다. 정비를 요구하는 모듈들은 분 단위로 스위치되고, 테스터의 작업 정지시간을 줄인다. 상단 및 하단 접촉 판 내의 비슷한 정렬 홀들 및 IPT는 또한 간단히 교체된다.
파이 형태의 외팔보의 두번째 대안은 “”비아 내의 두개의 동심 튜브들 내의 단일 코일 스프링 “ 로서 비공식적으로 일컬어질 수 있다.
도 20은 테스트 중인 장치가 테스트 설비로부터 떨어진(disengaged) 비 압축 상태의 스프링 메커니즘(200A)의 단면도이다. 도 21은 테스트 중인 장치가 테스트 설비와 함께 맞물린(engaged) 압축 상태의 동일한 스프링 메커니즘(200B)의 단면도이다.
두 경우에서, 상기 테스트 중인 장치 및 터미널, 상기 터미널과 접촉하는 접촉 패드, 및 로드 보드 및 그의 연결 패드는 상술한 구조 및 기능과 전부 비슷하다.
도 20 및 21은 두 동심 튜브들(202 및 203)의 내의 코일 스프링(201)을 나타낸다. 상기 튜브들(202, 203)은 말단이 개구되어 있고, 일단은 타단의 내부에 꼭 맞는다. 상기 튜브들(202, 203)은 서로와 관련하여 세로로 슬라이드 가능하다. 이에 따라 스프링 메커니즘(200A, 200B)의 말단 대 말단 길이를 변화시킨다. 더 많은 코일 스프링이 상기 튜브들(202, 203)의 내에 위치될 수 있으나, 상기 스프링 메커니즘은 단일 코일 스프링(201)과 함께 도시되었다.
튜브(202, 203) 내에 스프링(201)을 위치한 잠재적인 장점은 반복되는 압축으로부터 발생하는 마모(wear) 및 스프링의 확장은 상기 튜브들(202, 203)의 겹친 부분들에 한정될 수 있다는 것이다. 이러한 설계(scheme)는 마모 또는 상기 비아의 내부 월과 스프링과의 우연한 접촉을 줄일 수 있다. 두번째 잠재적인 장점은 상기 튜브는 상기 스프링의 말단에 형성되는 상기 패드들 상의 어떠한 토크들을 줄이거나 제거할 수 있다는 것이다. 세번째 잠재적인 장점은 상기 튜브들은 전도성 금속으로 만들어질 수 있다는 것, 그리고 터미널 로/로부터, 로드보드로부터/로 전류를 인도하여 비아 월을 보조할 수 있다는 것이다.
잠재적인 단점은, 만일 상기 튜브들이 전기 전도성이라면, 상기 튜브들의 저항 및/또는 인덕턴스는 얼마나 상기 스프링이 압축되었는지에 의존하여 변한다는 것이다. 테스트 중인 장치 상의 특히 긴 터미널을 위하여, 상기 테스트 중인 장치가 상기 테스트 설비에 완전히 맞물릴 때 압축되는 다수의 스프링이 존재할 수 있다. 특히 짧은 터미널을 위하여 적은 스프링 압축이 있을 수 있다. 이것은 터미널 길이 및 바람직하지 않은 테스트 중인 장치 내의 다른 허용오차들(tolerances)과 함께 변하는 테스트 결과로 이어진다. 이 경우, 전류는 허용오차-의존 결과들을 야기하지 않는 상기 비아 월에 의하여 여전히 충분히 운반된다. 몇몇 경우, 튜브들의 쌍(pair)은 전기 절연체 일 수 있다.
도 20 및 21에서, 테스트 중인 장치를 향하는 상기 튜브(202)는 로드 보드를 향하는 튜브(203)보다 큰 지름을 가진다. 대안적으로, 테스트 중인 장치를 향하는 튜브(202)는 로드 보드를 향하는 튜브(203)보다 적은 지름을 가질 수 있다. 몇몇 적용들에서, 스프링 메커니즘(200A, 200B)는 설계 및 기능에서 코일 스프링을 특정한 세로 축으로 한정하고, 상기 스프링을 상기 축을 따라 압축 및/또는 확장되도록 하는 화장실 휴지 걸이 또는 페이퍼 타올 걸이와 비슷할 수 있다. 상기 테스트 설비내에, 튜브들의 쌍은, 페이퍼 타올들의 롤과 같은, 제자리에 고정되도록 하기 위한 다른 요소들이 필요하지 않다는 것은 이해되어야 한다. 대신, 튜브들의 쌍은 상기 스프링의 세로 말단에서의 경계면의 기계적인 요구사항들을 단순화시킬 수 있는, 그리고, 비아 내에서 보다 겹친 튜브들 간의 경계면의 마모를 바람직하게 정의할 수 있는 코일 스프링을 위한 하우징을 제공한다.
파이 형태의 외팔보의 세번째 대안은 ”비아 내의 전도성 리본(ribbon)을 갖는 단일 코일 스프링 “ 으로서 비공식적으로 일컬어질 수 있다.
도 22는 압축되지 않은 상태의 스프링 메커니즘(220A)을 나타내는 측면도이다. 도 23은 압축된 상태의 스프링 메커니즘(220B)을 나타내는 측면도이다. 도 24는 압축되거나 압축되지 않은 상태에서 도 22 및 23의 스프링 메커니즘(220)을 나타내는 평면도이다.
상기 스프링 메커니즘(220)은 상기 스프링 메커니즘(220)의 상단으로부터 하단으로의 전기 전도성 경로를 제공하는 리본 컨덕터(222) 뿐만 아니라 상기 스프링 메커니즘의 기계적인 특성을 제공하는 코일 스프링(221)을 포함한다. 유연한(flexible) 리본은 장치 터미널 및 로드 보드 패드와 동일한 전기적 경로 길이를 유지하며 스프링 내로 굴곡되도록 하는 것이 허락된다.
상기 리본 컨덕터(222)는 코일 스프링의 상단 및 하단에서 코일 스프링(221)의 밖에 있고, 상단 및 하단 근처의 코일 스프링(221) 공간을 통하여 짜여지고(woven), 코일 스프링(221)의 남는 길이(length)를 위하여 코일 스프링(221)의 내부에 남는다. 상기 코일 스프링(221)이 길이를 굴곡시키고 변화시킴에 따라, 상기 리본 컨덕터(222)는 상기 코일 스프링(221)의 중앙 근처인 안쪽으로 굽혀진다. 상기 리본 컨덕터(222)는 스프링의 압축 량과는 관계없이 동일한 길이를 남긴다. 결과적으로, 상기 리본 컨덕터(222)의 전기적 특성(예를 들어, 상기 리본 컨덕터(222)를 통한 전기적 경로 길이에 의존하는 저항 및 인덕턴스 같은)은 스프링 압축량에 독립적이다. 이것이 스프링 메커니즘(220)에서 리본 컨덕터(222)를 사용하는 잠재적인 장점이다.
도 22 및 도23은 스프링 메커니즘(220A, 220B)의 단 하나의 단면을 나타낸다는 것에 주의해야 한다. 실제로, 상기 스프링 메커니즘은 삼차원이다. 그 결과로, 상기 리본 컨덕터는 단일 스트립(strip)일 수 없다. 그러나, 스프링을 따라 상단에서 하단으로 이어지는 많은 스트립들과 함께, 상기 스프링의 상단 및/또는 하단에서 결합되는 스트립들과 함께 와플(waffle) 볼 또는 그의 일부와 같은 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 스트립들은 그들의 길이를 따라 폭을 변화시킬 수 있거나, 또는 그들의 길이를 따라 연속적인 폭을 가질 수 있다.
상기 리본 컨덕터(222)는 상기 스프링(221)이 압축될 때 회로의 쇼트를 줄이거나 방지하는 데 도움을 줄 수 있는 외부 표면상의 전도성 면(225) 및 내부 표면 상의 절연 면(226)과 함께 형성될 수 있다. 대안적으로, 전도성 및 절연 면들의 위치는 절연 면이 밖을 향하는 표면에 나타나고, 전도성 면이 내부를 향하는 표면에 나타날 때 서로 바뀔(switched) 수 있다. 이러한 스위치된 상태를 위하여, 대표적으로, 스프링이 압축될 때 서로 접촉되면 상기 리본의 내부 면들이 쇼트되지 않도록 하기 위하여 전도성 표면을 넘어 위치되고, 안쪽을 향하는 부가적인 비전도성 표면이 있다. 이것은 전도성 면을 둘러싼 절연 면의 쌍을 갖는 상기 리본을 위한 샌드위치 유사 구조 형태를 형성한다.
상기 리본 컨덕터(222)는 사용중에 테스트 중인 장치의 터미널과 접촉하는 그의 상부면 상의 접촉 패드(223)와 전기적으로 연결한다. 상기 접촉 패드(223)는 전기적 접촉을 향상시킬 수 있고, 다른 상황에서는 좋은 전기적 연결을 억제하는 터미널 상의 어떠한 산화 레이어들을 깎아내는데(scrape) 바람직하게 도움을 줄 수 있는 하나 이상의 범프들(224)을 선택적으로 포함한다. 상기 리본 컨덕터(222)는 또한 사용 중에 상기 로드 보드 상의 연결 패드와 접촉하는 접촉 패드(227)의 하부면과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 스프링 메커니즘(220)은 아래와 같이 구성될 수 있다. 멤브레인상의 리본 컨덕터 또는 유연한 회로는 먼저 상기 스프링에 납땜되거나, 에폭시로 접착되거나(epoxy, glued), 용접되고, 그 후 하단 스프링 모서리에서 또는 근처에서 내부가 둘러싸진다(wrapped). 사용 중에, 요구된 Z-컴플라이언스를 얻도록 스프링이 압축됨에 따라 유연한 멤브레인 상의 상기 회로는 스프링 내부의 공간을 확보하기 위하여 굴곡될 것이고, 그러나 그의 길이는 변화시키지 않는다. 따라서, 동일한 전기적 경로 길이를 유지한다. 스프링의 상부의 멤브레인의 상부쪽으로부터 경계면 쪽의 하부 로드보드로 가는 2, 4, 6, 8 또는 다른 알맞은 수의 전기적 경로가 있을 수 있다.
도 25는 비아 월 내의 마루(ridge)로 상기 스프링(251)을 고정시키기 위하여 상기 스프링(251)의 확대된 모서리(253)를 사용하는 스프링 메커니즘(250)을 나타내는 측면도이다.
몇몇 경우, 확대된 모서리(253) 및 마루(252)는 상기 스프링의 상부 또는 그 근처에 있다. 다른 경우들에서는, 그것들은 상기 스프링(251)의 하부 또는 그 근처에 있다. 또 다른 경우들에서는, 그것들은 상기 스프링(251)의 중앙 근처에 있다. 또 다른 경우들에서는, 그것들은 상기 스프링(251)의 상부, 중앙, 하부로부터 떨어져 있다.
몇몇 경우들에서, 상기 마루(252)는 먼저, 마루를 갖는 비아에 의하여 형성된다, 그 후 마루를 형성하기 위하여 상기 비아 월의 일부분을 움푹 파낸다(hollowing out). 다른 경우들에서, 상기 비아 월은 상기 로드 보드와 평행한 레이어들 내에 형성될 수 있다. 이러한 레이어 구조에서, 상기 마루는 두개의 레이어들 사이에 형성될 수 있고, 또는 그 자신 전용의(dedicated) 레이어들 또는 전용(dedicated) 레이어들일 수 있다.
접촉 패드(227)는 상기 접촉 패드(227)로부터 상기 로드 보드 경계면으로 캘빈 연결을 증명하는 절연된 분리 경로를 생성하는 두 분리된 패드들로 선택적으로 분리될 수 있다는 것은 이해되어야 한다. 소자(257)는 피드를 분리하는 회로기판(substrate) 물질의 비 전도성 부분이다. 상기 회로기판은 니켈 배리어(barrier)로 도금되고, 산화를 방지하고 전기적 접촉을 향상시키는 금 코팅을 하는 상업적으로 가능한 듀퐁의, 1/2 밀 구리-도금 캡톤과 같은 폴리이미드(polyimide)의 얇은 필름으로 만들어질 수 있다.
도 26은 리본 컨덕터(222)가 상기 스프링 메커니즘(260)의 상부 및 하부에서 상기 스프링(221)의 반대방향으로 구부러지는 압축되지 않은 상태의 스프링 메커니즘(260)을 나타내는 측면도이다. 테스트 중인 장치를 향하는 상부측 상에서, 접촉 패드(263) 및 범프(264)는 상기 스프링 메커니즘(260)과 반대방향으로 구부러지고, 테스트중인 장치를 향한다. 로드 보드를 향하는 하부측 상에서, 상기 리본 컨덕터(222)는 접촉 패드(267)에서 스프링 메커니즘(260)의 반대방향으로 구부러진다. 상기 리본 컨덕터(222)는 로드 보드 경계면으로 컴플라이언스를 추가하기 위하여 스프링의 주위로 굴곡할(bend) 수 있다.
압축 상태에서, 상기 스프링 메커니즘(260)은 도 23 및 24에 도시된 메커니즘(220B 및 220)과 밀접하게 공통점이 있다.
상기 스프링 메커니즘(260)의 굴곡된 세로 단 들의 잠재적인 장점은 굴곡이 테스트 설비를 위하여 심지어 더욱 더 많은 컴플라이언스를 생성한다는 것이다. 하부 부분은, 상기 보드의 밑에 심들(stiffeners)이 없더라도, 로드 보드가 동일평면상에 있지 않거나 정상을 벗어난다 하더라도 여전히 접촉하도록 하기 위하여 아래쪽으로 구부러질 수 있다. 몇몇 경우에, 상기 스프링(221)은 상술한 바와 같이, 홀 또는 심지어 IPT를 갖는 하우징의 내부에 맞을(fit) 수 있다.
스프링들 및/또는 범프들의 몇몇 다른 잠재적인 장점들은 다음과 같다. 응력을 경감하기 위하여 두 얇은 비 전도성 물질들 사이에 얇은 구리 도금 필름이 굴곡(bend) 영역 내에 사용될 수 있다. 모서리가 깎이고(Chamfered) 반경을 가진(radiused)홀들은 접촉 판의 굴곡을 형성하고, 물질이 잘 구부러지는 것(yielding)을 방지하도록 할 수 있고, 따라서, 접촉 수명을 증가시킨다. 비아 홀 내의 스프링은 상부 접촉 영역 및 장치 경계면 및 로드 보드와 상호작용하는 하부 접촉 판의 사이에 여분의 경로를 추가할 수 있다. 상기 스프링은 또한 기계적인 지지(support)를 제공할 수 있다 그리고, 상부 및 하부 접촉 판들로 바이어스(bias)될 수 있다. 상부 접촉 판 상의 범프들은 표준 와이어 본딩(wire bonding) 설비 및 부착 기술들을 사용하여 다른 형태로 형성될 수 있다. 다수의 와이어 본드(wire bond)들 또는 스터드 범프(stud bump)들은 범프 크기를 높게하고, 장치 상의 범프 스크럽 볼들 영역을 변경하기 위하여 서로의 상부에 상기 장치와 처음 접촉할 높이에서 위치될 수 있다. 이러한 범프들은 산화 레이어를 뚫고 나아가도록(break through) 하기 위한 장치 볼들 상의 와이프(wipe) 기능을 생성하기 위하여 전략적으로 위치될 수 있고, BGA 장치들 및 가능한 LGA 장치들을 위한 가동 범위 컨셉을 향상시키기 위하여 4밀(mil) 이상 높게 있을 수 있다.
도 27은 리본 컨덕터(272)의 말단(273)들이 범프들(274)과 함께 스프링(271)의 상부 코일의 내부로부터 바깥쪽으로 연장되는 스프링 메커니즘(270)을 나타내는 측면도이다. 유연한 핑거들은 과도한 도금과 함께 더 단단하게 만들어질 수 있다. 깔때기(funnel) 형태는 접촉 어레이로 상기 장치를 배열하도록 할 수 있다. 상기 유연한 핑거들은 상기 접촉 메커니즘의 중심으로 터미널들이 배열되도록 하기 위하여 바깥쪽으로 굴곡될 수 있다는 것은 인지되어야 한다. 또한, 도 27의 구조는 BGA들과 같은 볼 터미널들을 갖는 테스팅 장치들을 위하여 특히 유용할 수 있다.
도 28은 리본 컨덕터(282)의 말단(283)들이 범프들(284)과 함께 스프링(271)의 상부 코일의 외부로부터 안쪽으로 연장되는 스프링 메커니즘(280)을 나타내는 측면도이다. 이 배열은 테스트 장치들이 패드 또는 납땜된 장치들과 같은 평면을 가지도록 할 수 있다. 안쪽으로 굴곡되는 핑거들은 상기 핑거들이 상기 터미널로부터 어떠한 산화물들을 제거하는데 도움을 줄 수 있는 터미널 상의 와이핑 활동을 수행하도록 한다는 것에 유의하여야 한다. 또한, 도 28에 도시된 구성은 QFN들, MLF들 및 SLP들과 같은 패드 또는 납(lead)들을 갖는 테스트 장치들에 특히 유용하다는 것에 유의하여야 한다. 마지막으로, 안쪽을 향하는 핑거 컨셉은 완전한 상부 및 하부 접촉 멤브레인들을 가질 필요 없는, 단일 핀들에 유용하다는 것은 인지되어야 한다. 이것은 또한 상부 및/또는 하부 접촉 판들 보다는 단일 핀들을 사용하는 도 25 내지 27 및 36 내지 38의 구성에도 참(true)이다.
파이 형태의 외팔보로의 네번째 대안을 수행하기 전에, 말단이 개구된 튜브들(392 및 393)의 쌍을 사용하지만 탄성 중합체의 물질(391)과 함께 코일 스프링을 교체하는 하나의 최종 대안의 스프링 메커니즘(390)을 고려하는 것이 유익하다. 이러한 스프링 메커니즘은 도 39에 도시되어 있다. 탄성중합체 물질, 또는 탄성 폴리머의 예는 비록 다른 알맞은 탄성중합체가 사용될 수 있다 하더라도 러버(rubber)가 될 수 있다. 이러한 적용의 목적으로, 탄성중합체 물질이 스프링 요소가 되도록 고려될 수 있다.
튜브들(392 및 393)의 쌍들은 튜브들의 쌍들의 내부에 탄성중합체가 속하도록 한정한다(confines)는 것은 인지되어야 한다. 상기 튜브들 내에 압축 중에 힘(force)을 통제가능하게 유지하도록 물질(391)을 확장하게 하고, 추가의 Z-컴플라이언스를 허락할 수 있는 약간의 추가적인 공간(air space)이 있다.
파이 형태의 외팔보로의 네번째 대안은 비공식적으로 ”비아 내의 전도성 리본을 갖는 리프 스프링(leaf spring)”으로서 일컬어질 수 있다.
도 29는 리프 스프링 메커니즘(290)을 나타내는 측면도이다. 테스트 중인 장치 상의 볼 또는 터미널(292)은 접촉 패드(293) 및/도는 접촉 패드 상의 임의의 텍스쳐(textures) (294)와 접촉한다. 상기 텍스쳐는 패드 또는 납땜된 적용을 위한 와이핑 메커니즘을 가질 수 있고, 전기적 연결을 향상시키기 위하여 어떠한 산화물을 뚫고 나아가는데 도움을 줄 수 있다.
상기 접촉 패드(293)은 멤브레인(295) 내의 비아의 내부에 속하는(resides) 리프 스프링(291)의 말단 상에 배치된다. 테스트 중인 장치의 반대쪽에, 상기 멤브레인은 상기 로드 보드(297) 상의 접촉 패드(296)와 접촉한다.
상기 리프 스프링은 임의의 자가 정렬 메커니즘(self alignment mechanism)을 포함한다. 여기에서 상기 접촉 패드(293)는 상기 로드 보드와 평행한 것과는 먼 지역적 경사(local tilt)를 포함한다. 이러한 지역적 경사는 상기 터미널(292)을 인접한 패드들(293)과 더 안전하게 접촉하도록 한다.
소자(299)는 상기 로드 보드(297)에 잔해가 닿는 것을 방지하는 하부 접촉 판이 될 수 있다.
도 29에서, 상기 리프 스프링(291)은 압축된 상태로 도시된다. 상기 스프링이 압축되지 않을 때, 상기 접촉 패드들(293) 및 범프들(294)을 갖는 암들(arms)은 상술한 바와 같이 도 16 및 26의 패드들과 비슷하게 바깥쪽으로 개구된다.
대안적으로, 상기 리프 스프링 암들은, 도 29에 도시된 바와 같이, 방사상으로 안쪽으로 연장되는 것 보다는 비아의 중앙으로부터 방사상으로 바깥족으로 연장될 수 있다.
몇몇 경우, 상기 리프 스프링은 전도성 금속으로 만들어질 수 있다. 그리고, 전류를 상기 터미널로/로부터 상기 로드 보드로부터/로 전도시킬 수 있다. 몇몇 경우, 상기 리프 스프링은 비아를 통한 유일한 전류 운반자일 수 있다. 다른 경우, 상기 리프 스프링은 상기 비아의 월을 따라 전도시킬 수 있다. 또 다른 경우, 상기 비아의 월은 비아를 통한 유일한 전기 컨덕터 일 수 있다.
아래의 부분은 테스트 중인 장치 상의 터미널과 가까운 접촉 패드상에 사용될 수 있는 다양한 표면 패턴들을 기술한다. 이들중 일부 또는 전부는 상기 터미널 상에 형성됐을 수 있는 어떠한 산화물을 깎아내도록 하고, 그리고, 따라서, 테스트 중인 장치와 테스트 설비간의 전기적 접촉을 향상시키도록 바람직하게 도울 수 있다. 이러한 표면 패턴들중 일부 또는 전부는 상술된 스프링 메커니즘들, 접촉 패드 구성들 및 범프 구성들 중 일부 또는 전부와 함께 사용될 수 있다.
도 30은 테스트 중인 장치(미도시)를 향하는 상기 접촉 패드(301) 상의 짜여진(textured) 표면(302)을 갖는 테스트 설비(300)의 일부분을 나타내는 측면도이다. 상기 짜여진 접촉 패드(301)는 멤브레인(303)의 상부 표면 상에 형성된다. 대응되는 접촉 패드(304)는 2차 멤브레인 또는 로드 보드 상의 대응되는 접촉 패드와 접촉할 수 있는 멤브레인(303)의 하부 표면상에 형성된다. 상부 및 하부 접촉 패드들(301 및 304)는 서로 영구적으로 전기적 연결이 되어 있다. 그리고, 멤브레인(303)을 통하여 하나 이상의 위치들(locations)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 31은 도 30의 접촉 패드(301)를 나타내는 평면도이다. 상기 접촉 패드(301)는 다수의 줄(stripes) 또는 마루들(ridges)(302)를 가진다. 몇몇 경우에, 상기 마루들(302)은 테스트 중인 장치와 함께 전기적 접촉을 향상시킬 수 있는 각진(angled) 면들 및/또는 뾰족한 각진 모서리들을 갖는다.
상기 마루들(302)은 금속 패드의 내부로 부분적으로 레이저가공을 하는 것, 선택적으로 패드의 내부로 에칭(etching)을 하는 것, 또는 기타 다른 알맞은 방법에 의한것과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
도 32는 사각형 특성(322)과 함께 짜여진 표면들을 갖는 다른 접촉 패드(321)을 나타내는 평면도이다. 몇몇 경우에, 사각형들은 상기 접촉 패드(321)의 평면으로부터 돌출되거나(raised) 들어갈(lowered) 수 있다. 다른 경우들에서, 사각형들은 상기 저촉 패드의 평면과 평행하지 않는 부분들과 함께 피라미드 유사 형태를 가질 수 있다.
도 33은 동심원 특성들(332)과 함께 짜여진 표면을 갖는 다른 접촉 패드(331)를 나타내는 평면도이다. 사각형 설계와 같이, 하나 이상의 동심원들은 상기 접촉 패드(331)의 평면으로부터 돌출되거나(raised) 들어갈(lowered) 수 있다.
세개의 짜여진 설계가 도 30 내지 33에 단지 예로서 도시된다. 실제로, 테스트 중인 장치 상의 터미널과 접촉하는 표면 상의 각진 표면 및/또는 날카로운 각들을 제공하는 어떠한 설계가 사용될 수 있다.
추가적으로, 상기 짜여진 설계의 일부 또는 전부는 범프를 포함한 패드들을 포함하는 상술된 어떠한 접촉 패드들 및 전도성 리본의 말단 상의 패드들 상에 사용될 수 있다.
접촉 패드의 평면이 상기 로드 보드와 일반적으로 평행한 기울어진 접촉 패드의 일부분을 제공하는 대안에 따라, 전체 접촉 패드를 기울이는 것이 가능하다. 이것은 접촉기의 내부로 삽입되는 중에 장치 볼들을 마찰(rub)시키도록 한다.
예를 들어, 도 34는 기울어진 접촉 패드들(342)을 포함하는 테스트 설비(340)의 일 예를 나타내는 측면도이다. 상기 테스트 설비는 스프링(344)의 효과를 편향시키는(deflects) 멤브레인(341)을 포함한다. 도 20 및 21과 같이 앞서 도시된 것과 같이, 상기 스프링들(344)의 말단들은 평평하기 보다는 상기 접촉 패드들(343)에서 의도적으로 기울어진다.
다른 기울어진 패드 설계가 도 35에 도시된다. 이러한 테스트 설비(350)의 예에서, 멤브레인(351)은 각각의 비아(354)의 영역 내에서 구부러지거나 변형된다. 각각의 비아(354)는 일면(355)이 반대쪽 면(356) 보다 테스트 중인 장치 쪽으로 더 많이 연장되도록 하기 위하여 약간 기울어진다. 실제로, 상기 비아(354)는 도 35에서 단면으로만 도시된 하부 접촉 패드(353)에서 평평하지만 기울어진 경계면을 가질 수 있다. 상기 비아(354)와 함께 이러한 기울어진 경계면의 결과로서, 테스트 중인 장치(미도시) 상의 터미널과 접촉하는 상기 접촉 패드(352) 또한 기울어진다. 다른 경우에서, 상기 멤브레인 상의 접촉 패드의 일면의 두께를 상기 비아 보다 증가함에 따라 다른 각을 형성하는 것은 가능하다. 다른 조합 역시 가능하다.
이러한 기울어진 패드 설계는 상기 비아의 일면으로부터 레이저 가공 또는 에칭을 통한 물질 제거를 통하여 물질을 제거함으로써, 및/또는 도금 절차를 사용하여 상기 비아의 다른면으로 물질을 추가함으로써 제조될 수 있다.
예를 들어 도 34 및 35에 도시된 바와 같이, 기울어진 접촉 패드를 갖는 것에 하나 이상의 장점이 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 터미널이 상기 기울어진 패드에 접촉할 때, 상기 터미널 상에 축적된 어떠한 산화물들을 뚫고 나아가는 및/또는 깎아내는 데 도움을 줄 수 있는 “경사를 미끄러져 내려가는 것”에 따른 미끄러지거나 깎는 활동이 있을 수 있다. 이것은 결국 상기 터미널 상에서 전기적 접촉을 향상시킨다. 추가적으로, 이러한 자가-세척 와이핑(wiping) 활동은 경계면으로부터 산화물을 깎아내도록 하는데 도움을 줄 수 있고, 따라서 상부 접촉 판을 세척하는 중의 시간을 증가시킨다.
마지막으로, 도 22 내지 28에 최초로 도시된 리본 컨덕터를 위한 다른 하나의 대안을 기술한다. 도 36은 압축되지 않은 상태의 스프링 메커니즘(360A)을 나타내는 측면도이다. 도 37은 압축된 상태의 도 36의 스프링 메커니즘(360B)를 나타내는 측면도이다. 도 38은 도 36 및 37의 리본 컨덕터(360)를 나타내는 평면도이다.
상기 스프링 메커니즘(360A, 360B)은 상기 스프링 메커니즘(360A, 360B)의 상부에서부터 하부로 가는 전기 전도성 경로를 제공하는 리본 컨덕터(362) 뿐만 아니라, 스프링 메커니즘의 기계적인 특성을 제공하는 코일 스프링(361)을 포함한다.
상기 리본 컨덕터(362)는 상기 코일 스프링(361)의 하부 바깥에(로드 보드와 인접한) 존재하고, 하단 근처의 코일 스프링(361) 공간들을 통해서 짜여지고(woven), 상기 코일 스프링(361)의 남아있는 길이를 위하여 상기 코일 스프링(361)의 내부에 남는다. 상기 접촉 패드들(363)은 도 36 및 27에 도시된 바와 같이, 상기 스프링(361)내의 상부 코일을 통하여 바깥으로 나오거나(emerge), 또는 대안적으로 도 28에 도시된 바와 같이, 상기 스프링의 상부 코일 주변 안쪽으로 나올 수 있다.
일반적으로, 테스트 중인 장치와 인접한 상기 상부 접촉 패드들의 구조는, 볼들을 갖는 BGA 장치들, QFV, 패드들을 갖는 SOP 장치들, 또는 평평한 납땜들과 같은 어떤 종류의 장치가 테스트되는지에 의존한다.
상기 리본 컨덕터(362)는 사용 중에 테스트 중인 장치의 터미널과 접촉하는 그의 상부면 상에서 접촉 패드(363)로 전기적으로 연결한다 상기 접촉 패드(363)는 전기적 접촉을 향상시킬 수 있고, 좋은 전기적 연결을 방해하는 터미널 상의 산화 레이어들을 깎아내도록 바람직하게 도움을 줄 수 있는 하나 이상의 범프들 또는 텍스쳐들(364)을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 리본 컨덕터(362)는 또한 사용 중 로드 보드 상의 연결 패드와 접촉하는 그의 하부면 상에서 하나 이상의 접촉 패드(367)와 전기적으로 연결한다.
상기 접촉 패드들(363, 367)은 컨덕터(362)의 반대면 상에 존재하는 것에 유의하여야 한다. 그것들은 하나 이상의 비아(369)들을 통하여 상기 컨덕터(362)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 비아들은 상기 컨덕터(362)의 수명을 바람직하게 연장할 수 있는 상기 컨덕터(362) 내의 감소된 응력의 영역 내에 선택적으로 위치될 수 있다.
상기 리본 컨덕터(362)는 암들(arms) 또는 가닥들(strands)의 일부 또는 전부 내의, 및/또는 베이스(371) 내의 제어된 임피던스를 가질 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 몇몇 경우에서, 이러한 제어된 임피던스는 반사된 로스들(losses)을 감소시킬 수 있고, 따라서 상기 컨덕터(362)의 전기적 성능을 향상시킬 수 있는 인접한 전기적 구성요소들과 매치된다.
각각 방위각으로 90도로 떨어진 네개의 암들(368)을 갖는 컨덕터(362)가 도 38에 도시되어 있다. 대안적으로, 2, 3, 5, 6, 7, 8 또는 8 이상의 암들(368)이 있을 수 있다.
몇몇 경우에, 각각의 암(368)은 베이스(371)와 그의 주변 영역에 의하여 표시된 전도성 부분 및 인접하지 않은 영역들(366)에 의하여 표시된 비전도성 영역을 가질 수 있다. 몇몇 경우, 반대 암들의 한 쌍은 상기 스프링(362)가 압축될 때, 만일 상기 반대 암들이 사용중에 서로 접촉한다면, 반대 암들의 전기적 전도성 영역들(371)이 서로 접촉하지 않도록 하기 위하여 서로에 대하여 가로(transverse) 오프셋(offset)을 가질 수 있다. 이러한 가로 오프셋들을 갖는 암들을 위하여, 하나의 암의 전도성 영역은 중대한 부정적 효과들 없이 반대 암의 비전도성 영역과 접촉할 수 있다.
몇몇 경우들에서, 상기 컨덕터, 또는 멤브레인, (362)는 한 부분(one piece)으로 만들어질 수 있다. 다른 경우들에서, 상기 컨덕터는 멤브레인 기판의 최대 유연성을 허락하도록 하기 위하여 스프링(361)의 반대쪽 하부에 부착되는 다수의 조각들(strips)로서 만들어진다. 몇몇 경우들에서, 상기 멤브레인은 높은 전류의 적용을 위하여 완전히 도금될 수 있거나, 테스트중인 장치와 매치되는 임피던스 라인을 제어하도록 설계될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 상기 멤브레인의 상부 부분은 테스트 중인 장치의 터미널과 함께 전기 접촉을 향상시킬 수 있는 홈들(grooves)을 포함할 수 있다. 이러한 개선은 산화물을 제거하기 위한 와이프 기능을 포함할 수 있다. 상기 홈들은 상기 멤브레인으로 안으로 들어가거나(cut into), 또는 산화물들을 제거하기 위하여 예리한 베벨(bevel)을 제공하기 위하여 상기 빔에 의해 상기 멤브레인 내에 도금될 수 있다.
이러한 리본 컨덕터(362)는 스프링(362)의 압축 레벨과는 무관하게 동일한 전기 경로 길이를 유지한다는 것은 인지되어야 한다. 이것은 상기 컨덕터(362)의 전기적 특성이 상기 스프링(362)의 압축 레벨과함께 변하지 않기 때문에, 스프링 그 자체를 통하여 흐르는 전류와 비교하여 장점을 가진다.
몇몇 경우들에서, 멤브레인의 표면 상의 도금은 또한 더 많은 전류 용량을 추가하기 위하여, 또는 보호를 위하여 사용될 수 있다. 만일 둘 이상의 조각들이 사용된다면, 그리고 서로 또는 전도성 스프링과 묶이지 않는다면, 캘빈(힘 또는 센스 (Force or sense)) 적용을 위한 장치로부터 로드 보드로의 두개의 분리된 경로들이 생성되고, 각각 따로 로드 보드 패드들과 접촉할 것이다.

Claims (12)

  1. 테스트 중인 장치(130)와 로드 보드(160) 간의 복수의 임시적인 기계적 및 전기적 연결들을 형성하는 테스트 설비(120)에 있어서,
    기계적으로 및 전기적으로 로드 보드(160)와 접촉하는 멤브레인(150);
    멤브레인(150) 내에 배치되고, 복수 중의 각각의 비아(151)는 테스트 중인 장치(130) 상의 터미널(131) 및 로드 보드(160) 상의 접촉 패드(161)과 관련이 있으며, 복수 중의 각각의 비아(151)는 상기 터미널(131)과 상기 접촉 패드(161) 간에 전류를 전도하기 위한 전기 전도성 월을 갖는 복수의 비아(151)들; 및
    복수의 비아들(151) 내에 1 대 1 대응으로 배치되고, 복수 중의 각각의 스프링(152)은 테스트중인 장치(130)가 테스트 설비와 함께 맞물릴(engaged) 때 상기 터미널(131)로 기계적 저항력을 제공하는 복수의 스프링들(152)을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비(120).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 테스트 설비(120)는,
    접촉 멤브레인(140);
    상기 터미널(131)과 전기적으로 직접적인 접촉을 위하여 상기 접촉 멤브레인(140)의 제1면에 배치된 상부 접촉 패드(141); 및
    상기 비아(151)의 전도성 월과 전기적으로 직접적인 접촉을 위하여 상기 제1면과 반대인 상기 접촉 멤브레인(140)의 제 2면에 배치되는 하부 접촉 패드(142)를 포함하고,
    상기 상부 접촉 패드(141) 및 상기 하부 접촉 패드(142)는 영구적으로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 상부 접촉 패드(141)는
    복수의 암들을 포함하고,
    복수 중의 각각의 암은 고정된 말단 및 자유 말단을 가지고, 상기 자유 말단은 상기 비아(151)의 월과 인접한 주변으로부터 대체로 방사상으로 안쪽으로 연장되고, 상기 자유 말단은 일반적으로 상기 터미널(131)에 의하여 세로로 편향가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  4. 제 1항에 있어서,
    복수 중의 하나 이상의 스프링(251)은 상기 스프링(251)을 상기 비아(151)의 월 내의 마루(ridge)(252)로 고정시키는 상기 스프링(251)의 확장된 모서리(turn)(253)를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  5. 제 1항에 있어서,
    말단이 개구된 한쌍의 튜브들(202, 203, 392, 393)을 더 포함하고,
    하나의 튜브(203, 393)의 개구된 말단은 다른 튜브(202, 392)의 개구된 말단의 안쪽에 꼭 맞고(fitting), 상기 튜브들은 서로와 관련하여 세로로 슬라이드 가능하도록 이루어지며, 상기 튜브들은(202, 203, 392, 393) 스프링 요소(201, 391)를 둘러싸고 보호하는(housing) 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 튜브들(202, 203)의 쌍은 전기적으로 절연되고; 및
    복수 중의 각 비아(151)는 상기 터미널(131)과 상기 접촉 패드(161) 간의 젼류를 전도하기 위한 전기 전도성 월을 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  7. 제 1항에 있어서,
    복수의 비아들(151)과 1 대 1 대응을 하는 복수의 전기 전도성 리본들(222)를 더 포함하고,
    각 리본(222)은 대응되는 터미널(131)과 대응되는 접촉 패드(161) 간에 전류를 전도하도록 구성되고,
    각 리본(222)은 대응되는 스프링(221)과 함께 섞어짜여진(interwoven) 하나 이상의 가닥(strand)을 포함하고 대응되는 스프링(221)의 제 1 세로단을 상기 제 1 세로단과 반대의 제 2 세로단으로 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  8. 제 7항에 있어서,
    복수 중의 각각의 전기 전도성 리본(222)의 각각의 가닥은 상기 테스트 중인 장치(130)을 향하는 세로단에서 외팔보 구조(cantilevered)의 암(arm)(223)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 테스트 중인 장치 상의 터미널과 상기 로드 보드의 접촉 패드간에 전류를 전도하기 위한 리본 컨덕터(362)를 더 포함하고,
    상기 리본 컨덕터(362)는 복수의 전도성 가지들(368)을 포함하고,
    상기 복수중의 각 가지(368)는,
    상기 스프링(361)의 세로 길이를 따라 연장되고,
    복수 중의 다른 가지들(368)로 전기적으로 연결되고,
    테스트 중인 장치 상의 터미널을 기계적으로 그리고 전기적으로 연결하기 위한 접촉 패드(363) 내에서 종결되고(terminates),
    상기 스프링(361)의 압축과 관련하여 변하지않는(invariant) 전기 경로 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  10. 제 9항에 있어서,
    복수 중의 각 가지(368)는 복수 중의 인접한 가지들(368)로부터 방위각으로(azimuthally) 동일한 간격을 두는(spaced) 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  11. 제 9항에 있어서,
    복수중의 각 가지(368)는 반대의 복수중의 가지들(368)을 측면으로(laterally) 상쇄(offset)하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.
  12. 제 9항에 있어서,
    복수중의 각 가지(368)는 전기 절연성 부분(266)으로 측면이 감싸진 전기 전도성 부분(371)을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 설비.

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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201027647A (en) * 2008-08-27 2010-07-16 Verigy Pte Ltd Singapore Methods, apparatus and articles of manufacture for testing a plurality of singulated die
CN102422726B (zh) * 2009-03-10 2015-07-01 约翰国际有限公司 用于微电路测试器的导电引脚
US20130002285A1 (en) 2010-03-10 2013-01-03 Johnstech International Corporation Electrically Conductive Pins For Microcircuit Tester
US8427186B2 (en) * 2010-01-12 2013-04-23 Formfactor, Inc. Probe element having a substantially zero stiffness and applications thereof
US8441275B1 (en) * 2010-01-14 2013-05-14 Tapt Interconnect, LLC Electronic device test fixture
FR2958756B1 (fr) * 2010-04-09 2013-02-08 European Aeronautic Defence & Space Co Eads France Systeme de test d'un composant electronique haute frequence
TWI534432B (zh) 2010-09-07 2016-05-21 瓊斯科技國際公司 用於微電路測試器之電氣傳導針腳
US9007082B2 (en) 2010-09-07 2015-04-14 Johnstech International Corporation Electrically conductive pins for microcircuit tester
US9261533B2 (en) 2011-03-21 2016-02-16 University Of Windsor Apparatus for the automated testing and validation of electronic components
JP5506842B2 (ja) * 2011-04-04 2014-05-28 パナソニック株式会社 拡張機器、およびそれを備えた情報処理システム
US8797053B2 (en) * 2011-05-24 2014-08-05 Intel Corporation Positioning and socketing for semiconductor dice
JP5702416B2 (ja) * 2012-07-11 2015-04-15 本田技研工業株式会社 電流印加装置
US8466705B1 (en) 2012-09-27 2013-06-18 Exatron, Inc. System and method for analyzing electronic devices having a cab for holding electronic devices
US9570828B2 (en) 2012-10-03 2017-02-14 Corad Technology Inc. Compressible pin assembly having frictionlessly connected contact elements
US9831589B2 (en) * 2012-10-03 2017-11-28 Corad Technology Inc. Compressible pin assembly having frictionlessly connected contact elements
US9341671B2 (en) 2013-03-14 2016-05-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Testing holders for chip unit and die package
KR101410866B1 (ko) * 2013-04-16 2014-06-24 신종천 반도체 칩 테스트용 소켓 및 그 제조 방법
CN103402307B (zh) * 2013-07-31 2016-09-07 安徽博泰电路科技有限公司 一种印刷电路板弹性焊盘结构
KR102245132B1 (ko) * 2014-05-14 2021-04-28 삼성전자 주식회사 트레이스를 가지는 인쇄회로기판 및 볼 그리드 어레이 패키지
US20160118361A1 (en) * 2014-10-28 2016-04-28 Infinera Corporation Integrated circuit package structure and interface and conductive connector element for use with same
US9933455B2 (en) 2015-05-04 2018-04-03 Qualcomm Incorporated Known good die testing for high frequency applications
US9748686B1 (en) * 2016-02-15 2017-08-29 Texas Instruments Incorporated BGA spring probe pin design
US10636736B2 (en) * 2017-12-08 2020-04-28 Advanced Micro Devices, Inc. Land pad design for high speed terminals
KR102675031B1 (ko) * 2018-08-30 2024-06-17 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
CN109459634B (zh) * 2018-11-07 2024-05-24 深圳振华富电子有限公司 贴片元器件测试模块
US11561243B2 (en) 2019-09-12 2023-01-24 International Business Machines Corporation Compliant organic substrate assembly for rigid probes
US11322473B2 (en) * 2019-09-12 2022-05-03 International Business Machines Corporation Interconnect and tuning thereof
US11690177B2 (en) 2020-04-07 2023-06-27 Nextgin Technology Bv Methods and systems for back-drilling a multi-layer circuit board
CN112739005B (zh) * 2020-11-16 2022-06-17 淮安特创科技有限公司 金手指线路板加工方法及金手指线路板
JP2023116051A (ja) * 2022-02-09 2023-08-22 株式会社アドバンテスト 電子部品ハンドリング装置、及び、電子部品試験装置
CN114364123B (zh) * 2022-03-15 2022-06-07 潍坊学院 一种印刷焊盘支撑架构

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655519A (en) * 1985-10-16 1987-04-07 Amp Incorporated Electrical connector for interconnecting arrays of conductive areas
US7064566B2 (en) * 1993-11-16 2006-06-20 Formfactor, Inc. Probe card assembly and kit
US5479110A (en) * 1994-01-13 1995-12-26 Advanpro Corporation Printed flexible circuit terminations and method of manufacture
US5632631A (en) * 1994-06-07 1997-05-27 Tessera, Inc. Microelectronic contacts with asperities and methods of making same
US5802699A (en) * 1994-06-07 1998-09-08 Tessera, Inc. Methods of assembling microelectronic assembly with socket for engaging bump leads
JPH10260223A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Fujitsu Ltd 半導体検査装置及びこれを用いた検査方法
DE19713661C1 (de) * 1997-04-02 1998-09-24 Siemens Nixdorf Inf Syst Kontaktanordnung
JP4060919B2 (ja) * 1997-11-28 2008-03-12 富士通株式会社 電気的接続装置、接触子製造方法、及び半導体試験方法
US6565364B1 (en) * 1998-12-23 2003-05-20 Mirae Corporation Wafer formed with CSP device and test socket of BGA device
US6980017B1 (en) * 1999-03-10 2005-12-27 Micron Technology, Inc. Test interconnect for bumped semiconductor components and method of fabrication
US6437591B1 (en) * 1999-03-25 2002-08-20 Micron Technology, Inc. Test interconnect for bumped semiconductor components and method of fabrication
JP3440243B2 (ja) * 2000-09-26 2003-08-25 株式会社アドバンストシステムズジャパン スパイラルコンタクタ
ATE371196T1 (de) 2002-03-05 2007-09-15 Rika Denshi America Inc Vorrichtung für eine schnittstelle zwischen elektronischen gehäusen und testgeräten
US6706775B2 (en) 2002-04-02 2004-03-16 H. H. Brown Shoe Technologies, Inc. Polyurethane foam products with controlled release of agents and additives
CN1659810B (zh) * 2002-04-29 2012-04-25 三星电子株式会社 直接连接信号传送系统
US6916181B2 (en) * 2003-06-11 2005-07-12 Neoconix, Inc. Remountable connector for land grid array packages
TW200745564A (en) 2006-01-17 2007-12-16 Johnstech Int Corp Test contact system for testing integrated circuits with packages having an array of signal and power contacts
SG134271A1 (en) 2006-01-17 2007-08-29 Jeffrey C Sherry Test contact system for testing integrated circuits with packages having an array of signal and power contacts
JP5191646B2 (ja) * 2006-10-24 2013-05-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路装置の製造方法

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Publication number Publication date
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